地质学家早已了解到某些海洋地震会引发强烈的海啸,有些则不会。但是,最近危害极大的日本地震也告诉我们,目前还没有什么有效的方法,能使毫无准备的人们避免被海啸侵袭。然而,由美国佐治亚理工学院的安德鲁·纽曼(Andrew Newman)和捷门·康沃斯(Jaime Convers)研发的一种新型地震监测系统有望改变这一状况。
地震发生时,地壳会隆起。如果震中位于海底,地壳也会抬升其表面的海水,形成波浪。然而,波浪的大小会随着地壳隆起的性质不同而变化。
从是否产生海啸的角度,地震大致可以分为两类。一类是深震(依据经验法则,它们在20公里或12英里以下),由于抬升力被表层吸收,因此不会引发或只引发小型海啸。另一类是浅震(20公里以上),地表震感强烈,危险度也更高。但如何判断地震种类是个难题。如果所有的数据都齐备,可以比较精确地确定地震的深度。但是,这个过程需要花费一定的时间。以最近的日本地震为例,最初被认定在83公里以下,但新的测量显示其深度实际上是30公里。通常情况下,这个深度的地震是被归入安全等级的,日本地震却十分严重,说明一般规则并不完全适用。
新方法的秘密在于,深度对地震特征的改变不仅在于是否产生海啸这一维度。岩层破裂导致深震迅速扩散,能达到约3公里/秒的速度。浅震破裂的传播速度要慢一些,通常为1.5公里/秒。这一速度可能同断裂岩层的硬度有关,较深的岩石所受的压力较大,也更坚硬。浅层的岩石有弹性,能降低破裂的速度。地震学家可以借助这种效果,即时估量地震的深度,如果震源在海底的话,还可以估算出是否会有大海啸的危险。
纽曼博士和康沃斯研发的这个系统已经应用于世界各地的数百个地震监测站。当检测到地震时,系统软件会立即测算地震的规模和震中的位置。如果震级大于6.5级且震中在水下,系统就要从其他相关监测站获取地震从开始到结束的时间信息。通过这些信息,该系统可以分析出地震释放能量传递的速度,从而计算出岩层断裂速度。当能量释放速率指示岩层断裂速度在1.5公里/秒或更低时,就会敲响警钟,因为地震可能已经产生了海啸。该系统对实际震级检测十分敏感,并且会进行相应调整,因此没有漏报日本地震将引发海啸。
两位研究人员去年试运行该系统,分析了大量的地震,包括去年10月25日印尼西部的一次7.8级地震。该地震的震中距明打威群岛70公里处,岛上只有弱震感,但却引发了毁灭性的海啸(见上图),造成400多名岛民死亡。
该系统迅速检测到了这次地震,两位研究者最近在《地球物理学研究通讯》上发表的文章称,它在地震发生8分半钟后就自动确认了海啸威胁。系统随后运行了一系列检查程序,在16分钟半后,完全确定在当时的情况下海啸会发生。由于海啸抵达海岸需要35分钟,如果该系统被应用于报警装置的话,就能给人们18分钟半的时间撤离。不幸的是,当时该系统没有同任何报警系统联接,无法通知明打威群岛人当时的险情。
幸运的是,这类缺乏预警机制的情况不会再发生了。今年夏天之前,该系统就能同世界各地的报警系统联网,并将在检测到地震发生的7分钟内确定海啸威胁。接下来就取决于地方当局的撤离计划了。那时,他们不能再推脱说不知道海啸即将来袭了。
资料来源The Economist
责任编辑 彦 隐