在日本,有个名字听起来就让人脊背发凉的话题——“南海海槽大地震”。8月15日下午,日本政府宣布结束了为期一周的“巨大地震注意”警报。
故事要从北京时间8月8日15时42分(当地时间8月8日16时42分)说起,在日本九州岛附近海域发生7.1级地震,震源深度30公里,震中位于北纬31.80度,东经131.70度。
宫崎县近海地震震中位置以及周围地理环境
对日本以及邻近海域来说,7级左右地震并不是一个特别罕见的事,况且这例地震的震中位于海域,尽管从千叶县到鹿儿岛县观测到了海啸现象,但并没有造成人员遇难。
然而,就在地震发生后2个小时,一则由官方(日本气象厅)发布的**“巨大地震注意”警报**,却让这次地震的“影响力”陡然升级——沿岸城市出现居民抢购大米食用油等物资的现象,多地民宿出现退订潮深度影响了暑期的日本旅游。
警报信息称,未来一周左右南海海槽发生后期地震的可能性高于正常水平。根据日本的地理概念,在西日本南岸海底,菲律宾板块向欧亚大陆板块下方俯冲形成**“南海海沟”,由海沟向陆地平整过渡的区域称为南海海槽**。
根据警报信息的提示,南海沿岸多地开设了避难所。在设想可能受灾的地区,防备地震的工作全面展开。一周以后,也就是8月15日,日本气象厅宣布解除该“巨大地震注意”警报。
01 全民直面南海海槽大地震
日本陆域以及周边海域是世界上少有的地震多发地带。从构造环境上看,它受到太平洋板块、菲律宾板块、欧亚板块和北美板块的复杂作用力。
其中,海洋板块太平洋板块和菲律宾海板块在以每年几厘米的速度向陆地板块(北美板块和欧亚大陆板块)移动,海洋板块由于密度较大因而俯冲到密度较小的陆地板块下方,陆地板块承受不住巨大作用力的拉扯而向上跃起,这就是板块边界的地震。2011年东日本9.1级地震就是典型的板块边界地震。同样具有典型板块边界特征的还有位于日本南海和东南海一带的地震。
日本本土受到四大板块的共同构造作用
这两个区域的地震同属于菲律宾板块向欧亚板块俯冲运动的构造活动背景,较重的菲律宾海板块俯冲到下方,与较轻的欧亚板块岩层之间产生“闭锁”并逐渐蓄积弹性能,并且积累速度较快,菲律宾板块在该区域以每年超过60毫米毫米的速度消失于欧亚板块下方。
弹性能量蓄积到一定程度超过了岩层之间闭锁咬合的极限,于是引发地震并释放能量。并且,由于发震地区位于太平洋海底,地形条件、海水深度和构造运动(俯冲)特点,都意味着一旦发生大地震引起海啸的可能性极高。
海洋板块向下俯冲与大陆板块接触面产生一系列地震
02 大震复发周期和同震效应
通过将板块构造理论与区域断层系统的详细地质测绘相结合,地质学家可以相对可靠预测哪些断层可能长期产生地震。然而,精确地指出某一断层在大地震中何时会破裂是非常困难的。
如果让地震学家预测某一特定地区下一次大地震的时间,他们的回答很可能是:“距离上一次大地震的时间越长,下一次地震就会越早。”在未来地震中积累断层滑动释放的应变所需的时间,可以从相对板块运动的速度和预期的断层滑动规模中计算出来。于是,大地震的**“复发周期”**作为重要并且靠谱的预测手段被提出来。
如果这个复发周期长达几千年甚至上万年,那么显然无法通过足够的案例来研究并且预测下一场地震。然而,有一些区域大震的复发周期也就一百多年,那么就有充分的震例统计来佐证这个肉眼可见的规律。
南海海槽大地震就是这样一个典型。
从历史震例统计中大致可以明确,南海海槽大约以100~150年为间隔反复发生大规模地震,并且这个复发间隔周期有逐渐缩短的趋势。距离上次南海海槽地震(1944的8.2级地震和1946年的8.4级地震)已经过去了接近80年,如果按照1854年南海地震与1944年东南海地震的90年间隔算,还有大约10年时间就无限逼近大震复发周期。根据日本地震调查委员会的长期评估,今后30年南海海槽地区发生8-9级地震的概率为70-80%,明确指出发生大规模地震的迫切性。
南海海槽区域发生大规模地震具有明显的的重复规律性。
图片来源:日本气象厅《南海海槽地震相关解说情报》(第9号)
然而,统计规律告诉日本的还不仅仅是复发周期这一个特征,同震效应是另一个可以作为预测突破的点。相互作用的地块岩层之间形成“闭锁”的并不止一处,这种互相咬合闭锁的单元有一个别称叫**“凹凸体”**。
随着板块相对运动,积累的弹性能冲破某一处凹凸体的闭锁状态引发地震,同时也会对其他凹凸体的闭锁状态产生影响,甚至这种影响在短时间内就能引起连锁反应。这也就意味着可以通过某一场大地震的发生,从同震效应的角度,预判另一场大地震的发生。
震源破裂面与凹凸体闭锁带
不同闭锁区域地震连锁反应示意图
然而,这种连锁反应的时间间隔同样是难以准确把握的,比如在最近的南海海槽沿岸发生大规模地震的两个事例中,1854年8.6级地震发生在海槽东侧,32小时后海槽西侧发生8.7级大地震;而1944年同样也是海槽东侧先发生地震,然而2年后西侧区域才发生规模相当的大地震。
南海海槽历史震例同震效应示意图
图片来源:日本气象厅南海海槽大地震宣传海报
可以看出,之所以能对南海海槽未来一段时间发生大地震的概率开展预测,主要基于两个已知规律,一是同一个构造环境和弹性能量积累速度下的**“大地震复发周期”,另一个就是根据已有震例统计该区域断层面呈现多次破裂的“同震效应”**。然而,知道有大地震复发周期并且在逼近周期,知道有同震效应,但是预测发生大地震准确的时间节点非常困难。
03****“巨大地震注意”警报并不是地震预报
尽管“巨大地震注意”警报持续了一周,但并不特指在一周内南海海槽将会发生大规模地震,而是根据程序启动的一项警告信息,目的在于提醒民众考虑做好防灾应对措施,主要包括再次确认平时的防震准备以及必要时实施自主避难,相应地区也应及时设立并开放避难场所等。
根据日本气象厅针对南海海槽大地震发布警报信息的流程,具备了以下两个条件之一即可向公众发布“巨大地震注意”警报:第一个条件是假设震源区域内的板块边界发生了7.0级以上8.0级以下的地震;第二个条件是地壳应变等观测手段的数据显示出在短期间内板块边界缓慢滑动的速度有明显不同。显然,这次发布“巨大地震注意”是因为宫崎县近海的7.1级地震满足了第一个条件。
不过,针对南海海槽大地震发布警报信息并不只有“巨大地震注意”这一种,还有一个更高等级的警报信息,称为**“巨大地震警戒”**。它的启动条件只有一个:南海海槽沿岸假想震源区域内的板块边界发生8.0级以上地震。
“巨大地震警戒”对民众的防灾应对准备提出了更高的要求,除了再次确认已有的防灾准备以及随时准备实施自主避难以外,还要求有能力者做好一旦发生重大地震对受困人群实施帮助的准备。同样,警戒的时间也是一周起,视情延长至二周甚至更长时间。
日本气象厅、总务省消防厅等发布的“巨大地震注意”警报
无论“巨大地震注意”还是“巨大地震警戒”,其本质上都是对民众防灾应对的提醒,而不是字面理解的地震预测。解除了“巨大地震注意”警报,并不意味着南海海槽大地震的风险有所降低。巨大地震迟早会发生。或者明天,或者十年后,都有可能。这次日本官方发布“巨大地震注意”警报的事件,最大的意义是对未来赴日旅游观光特别是去关西地区的国人而言,需要做好随时可能遭遇南海海槽大地震的应急准备。
最后,南海海槽一旦发生巨大地震,受影响的也不仅仅是日本国民,韩国和朝鲜的西海岸地区甚至中国东部沿海地区也将面临威胁,海啸波可能穿越日本海以及中国的黄海和东海,尽管距离震源较远,但海啸的威力不可小觑,必须提前做好防范准备,不要以为中国东部沿海高枕无忧了,毕竟过去的案例有波及记录。
近距离遭遇 1m 高海啸
历史上发生在日本南海海槽的1707年宝永地震和1854年安政地震,引起的海啸都抵达了我国华东沿海,其中史料记载分布较为丰富的是1854年安政东海地震,震级8.6级并引发海啸,我国沿海各地府志留有广泛记载,譬如“江苏如皋海啸,淹毙多人”;“上海黄埔水沸,有高二三尺者”等。
有一句话永不过时:大地震通常会在人们快要忘掉它时,突然来袭。