趣味地震学 | 世界海啸意识日(1)

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中国地震学会—地球科学科普栏目

地震科普—世界海啸意识日





看天上的星星尽显光辉

赏地下的河水肆意奔流




11、世界海啸意识日

11.1  海啸事件

11.2  核污染


震在海里,闹在岸上

——地震谚语

现在的“世界日”越来越多, 近年又增加了一个海啸意识日(World TsunamiAwareness Day),被2015 年的联合国大会定为11 月5 日(图11-1)。

这天的选定,有个“稻村之火”的背景故事(图11-2):1854 年日本发生地震,和歌山县广川町的农民滨口梧陵看到了潮水大倒退,急忙点燃了刚收割的稻秸垛报警,全村百姓跑到高地才脱险,随后他们筑高坝、栽树木来防海啸。英文Tsunami 一词就来自日语“津波”。

海啸不常有,却很致命。据联合国数据[1],在过去100 年间,58 场海啸夺走逾26 万人的生命,平均每场海啸丧生4 600 人,尤以2004 年印度洋海啸最严重。2011 年日本海啸,还出现了海洋核污染。

地震是海啸的主要致因,被垂直方向扰动的海水在四下传播后,会在岸边形成巨浪。国际上已建立海啸预警系统。

图11-1 世界海啸意识日的图标

图11-2 世界海啸意识日的邮票(日本)



11.1 海啸事件


历史记载

最早的海啸记载可能是公元前1480 年的事件,摧毁了古希腊克里特岛的米诺文明(Minoan Civilization)。之后,又有日本(684 年)、智利(1562 年)、里斯本(1755年)和阿拉斯加(1788 年)的海啸记载。世界约80% 的海啸在环太平洋地区,日本占其中的60% 左右。

图11-3 印度洋海啸的传播(数字单位:小时)

首先, 地震大、震源浅(10km)。断层的破裂长度1 300km, 震源破裂时间450s,具有更长的周期成分,激发了更大的海啸。

其次, 印度洋地区经济不发达, 没有海啸警报系统。太平洋海啸警报系统(PTWC)曾在事后做过解释:

当意识到太平洋海啸监测区之外可能有危险之时,没有人知道该给谁打电话?这是一个没有联系点、没人接听、没有组织、没有警报系统的地区。于是,沿岸20 几个国家的亿万民众竟然在数小时之内一直处于毫无防备的状态。

公众的海啸防范意识薄弱也是个不利因素。印度尼西亚地震是一次正断层的下降型海啸——震中区的海水首先向突然下陷错动的海底空间涌去,遂导致海岸地区的水体大退潮,1960 年智利地震海啸也是这样。可惜人们并不知道异常海退、海底显露之后,会立刻反扑滔天巨浪,正值旅游旺季的游客们竟然欢快地跑向大漠海滩,捡拾贝壳,酿成了始料不及的灾难(图11-4)。



图11-4 面对下降型海啸,泰国Krabi 海滩上的游客们猝不及防



2011 年3 月11 日东日本海啸

仙台东130km 海域的Mw9.0 大地震(深度24 km),日本曾经在震后8.6s 发出了第4 次地震警报,3min 又给出了海啸警报,海浪的第一波于10min 多到达宫城、岩手、福岛等处(图11-5 和图11-6)。

与2004 年的印度尼西亚海啸不同,日本的这次地震是逆冲错动引起的上升型海啸。海水随着海底地壳的隆起一起抬升,遂在沿岸出现异常涨潮,1983 年中部日本海7.7 级地震也是这种情况。听到警报后,虽然很多人员已经避险,但对于40.1m 的最大潮高仍然估计不足,加之退潮时物品或人畜被拖回大海,出现了二度灾害。据日本警察厅的公布,截至2018 年3 月1 日止,这次地震海啸共造成逾15 893 人死亡、2 553 人失踪,直到震后的7 年仍然有7.3 万人流离失所。

图11-5 东日本海啸的浪高分布

图11-6 宫城县岩沼市遭遇的海啸冲击



11.2 核污染



最糟糕的是,2011 年日本海啸时,福岛核电站6 m 高的防波堤被14 m 高的海啸越过,导致核电站爆炸(图11-7),造成全球第二起核事故为7 级的核灾难,比乌克兰1986 年切尔诺贝利核事故还严重(图11-8)。

图 11-7 福岛核电站在震后发生爆炸

图 11-8 国际核事件分级和已发生的事故

日本已将1.15 万吨的放射性污水排入太平洋,其浓度超出日本排标100 倍。据世界卫生组织报告[2],污染的放射性元素主要是碘131、铯137 和锶90,它们的半衰期分别是8 天、30.17 年和28.8 年,会引起甲状腺病、糖尿病、骨癌和白血病,目前的重点放在对辐射吸收剂量超标的160 名工人的治疗、儿童甲状腺癌增高的筛查、日本食品放射性污染的处理等应急方面。据悉,美洲和日本有大约1 300 人因核污染导致原有病情的恶化而死去。

据东京电力公司公布的材料,核泄漏的污染区分布在250km 范围,国际上人体能承受的放射性剂量的正常水准是每年1 毫希沃特(Sievert),而这些地区已超标10 ~ 80 倍。他们在电站20km 海外还发现了放射性铯含量超过258 倍的鱼类和贝类(图11-9)。由于鱼类容易含铯高、海藻(紫菜)容易含碘高,故而日本政府禁止捕捞当地的36 种鱼类(2016 年后开禁), 而对日本寿司食品所必需的紫菜则全部从中国、韩国采购。

图11-9 在电站海外发现的高放射性鱼

受到洋流的影响, 日本核污染迅速扩大到北太平洋。美国核管理委员会(U S Nuclear Regulatory Commission)在事故后的第2 天,即2011 年3 月12 日公布了核污染扩散图(图11-10),3 ~ 10 天影响到加拿大和美国的西海岸,海域的放射性碘和铯比正常值平高出约4000 倍。此后,美加两国的警惕性一直没有放松,至2018 年底逐年公布了海、陆、空的监测结果和实物照片(图11-11),生态环境的破坏程度远远超出人们的想象。在温哥华、阿拉斯加、夏威夷、俄勒冈甚至科罗拉多,年年都发现有大量海鸟、鲨鱼、鲸鱼和螃蟹死亡, 甚至出现数万条三文鱼死亡的场景。大量的报告谈到北太平洋被毁,千千万万的鲑鱼、鲱鱼、珊瑚消失得无影无踪,广阔无垠的海域可能极少有鱼类了。

图11-10 福岛2011 年3 月12 日的核污染扩散

图11-11 北美海岸发现的动物变异

2018 年春,一位从日本航行到美国的水手痛苦地说道:

我一生在大海里遨游过千万里,陶醉于海龟、海豚、鲨鱼的追逐嬉戏,痴迷于海鸟的长空飞翔。但是这次航海,3 000 多海里的旅途让我痛彻心扉,几乎绝望!居然没有一个生灵出现在眼前……失去生命的大海宛如无垠的坟场。离开日本之后,海洋好似万劫不复地死去了。

还有一位水手说:

我只看到了一条鲸鱼,仅此一条啊,它在海面上无助地翻滚着,头部有个硕大的肿瘤,让我痛苦落泪,不忍再看下去……



○参考文献

[1] 联合国网站 [2019-01-07]. http://www.un.org/en/events/tsunamiday/

[2] WHO. 常见问题:总结五年前发生的日本福岛灾难[DB/OL][2019-01-08]. https://www.who.int/topics/accidents_radiation/faqs-fukushima-5years/zh/

[3] 陈运泰,杨智娴,许力生. 海啸、地震海啸与海啸地震[J]. 物理,2005,34(12):864-872.

[4] 吴祚任. 2011 日本大海啸之研究与省思 [DB/OL]. 土水会刊,2011,38(2).[2019 -01-11]. http://tsunami.ihs.ncu.edu.tw/tsunami/2011Japan.htm




图文来源:《趣味地震学》



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