美国西北大学从事地震和海啸研究的地球物理学家埃米尔·奥卡尔(Emile Okal)说:“这次发生在日本的强震给我们提了一个醒。”因为之前很少有专家认为日本仙台附近的区域会发生9.0级的大地震,这是日本历史上有记录的一次最强烈地震。奥卡尔及其同事想弄明白为什么这次地震会比许多人预期的强烈得多,以及它对日本和全球其他地区的地震预报会带来什么样的风险?
这次地震是沿着地球表面的一条缝隙发生的。在这条缝隙处,太平洋板块正好俯冲入承载着日本北部地区的另一地壳板块的下方(参见“碰撞带”图)。这一俯冲曾引发过世界上最强烈的地震,例如1960年发生在智利的9.5级地震和2004发生在苏门答腊的9.1级地震。但此前,地球物理学家普遍认为,这种俯冲带大地震通常发生在年轻的大洋地壳“挤入”地幔的地区,而温度较低、密度较大的年老大洋地壳则被认为更容易地被挤压,引发的地震强度比较小。而日本东北部附近的大洋地壳大约形成于1.4亿年之前,从年龄上看应该已经够老的了。
仙台地区的历史似乎支持上述看法。美国加州理工学院的地震学家金森博雄说:(这一地区)“一直有地震活动,但都不是很强烈。”在过去的几个世纪里,仙台海岸附近的俯冲带发生过数次8.0级左右的地震,但从未发生过9.0级以上的地震。
鉴于这样的情况,日本的地震学家并没有把大地震看作是对仙台地区的一种威胁。虽然仙台是日本在海啸预防应对措施方面做得最好的地区之一,但筑就的大部分防波堤根本无法抵御13~15米巨浪的袭击,以致造成如此惨重的损失,而且还引发了一场核泄漏危机。
应该说是有一些线索或迹象表明仙台地区有可能发生强烈的地震。奥卡尔指出,苏门答腊大地震对海床年龄假说曾提出过质疑,而且,最近日本的大地测量研究也显示仙台地区正在受到挤压(就像被夹在老虎钳中),承受着来自板块运动释放的巨大应力。这种应力说明太平洋板块中的某一区域被“卡”住了,而不是在平稳地向日本所在地壳下方滑移,其结果造成了这次9.0级的大地震。
美国加州理工学院的地球物理学家托马斯·希顿(Thomas Heaton)认为,这种应力只有在地震中才能释放出来,而这种力的积聚非常迅速,而近期发生的地震规模和频率均不足以释放此力。希顿指出,今年3月11日的地震就是这种力的释放。尽管这次地震非常强烈,但它还是有可能没有完全释放出积聚的应力,“虽然发生了9.0级地震,但这一地区仍然存在一些未解之谜。”
奥卡尔认为,从仙台附近发生如此高震级的地震来看,那么有着相似年龄的大洋地壳的其他地区也有发生大地震的可能。他同时指出,汤加和加勒比海东北部地区更应该密切关注,罕见大地震的线索也许就隐藏在那儿,如同仙台所发生的情形一样。
最近一次记录到的仙台大海啸发生在公元869年。从那次久远的海啸沉积物地质遗迹判断,日本东北大学的地球科学家箕浦幸治及其同事在2001年曾提出,海啸大约每800~1100年袭击该地区一次(参见K.Minoura et al.J.Nat.Disaster Sci.23,83-88;2001)。由于上一次海啸发生在第9世纪,他们因此写道:“大海啸袭击仙台平原的可能性比较大。”
资料来源Nature
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