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2004年12月26日,印度尼西亚苏门答腊岛西北近海发生9级强烈地震,地震引发了浪高近10米的巨大海啸。地震发生的原因是苏门答腊板块边缘的一个长距离破裂带通过长时间积累,蓄积了巨大能量,这些能量在2004年12月26日这一天集中释放出来,从而导致了这次地震海啸的发生。这次地震海啸波及到印度洋四周的东南亚、南亚和东非地区10多个国家,总共造成28.5万人遇难。地震甚至还使印度尼西亚、泰国的部分岛屿的地形产生了变化。
科学家发现,北美洲太平洋西北沿岸有一个俯冲带。
苏门答腊地震海啸发生在印度洋的一条俯冲带上。而科学家发现,在太平洋西北海岸,从美国加利福尼亚州北部到加拿大的温哥华,也有一个俯冲带,叫做“卡斯卡迪亚古陆俯冲带”,它是北美洲太平洋西北沿海的一条长达900公里的断层。卡斯卡迪亚古陆俯冲带具有其他俯冲带的一些相同的特征,比如有一条古老的海沟,俯冲带上方有一系列火山。
但奇怪的是,卡斯卡迪亚古陆俯冲带看上去没有任何危险。多年来,科学家一直在对卡斯卡迪亚古陆俯冲带的地震活动进行监测,发现它似乎异常平静。他们认为,卡斯卡迪亚古陆俯冲带不会发生大地震。
不过,这个结论是科学家基于最近200多年,即自18世纪欧洲人到达美洲以来的历史记录而做出的。这就存在一个问题:在欧洲人到达之前呢?
最早对卡斯卡迪亚俯冲带不会发生大地震的说法提出疑问的是美国地球物理学者汤姆·希顿。当时,人们准备在华盛顿州沿海地区修建核电站。希顿指出,卡斯卡迪亚俯冲带有可能爆发一场板块大地震。核电站最终因经费问题未能建造起来,而希顿的担心也只是一种理论上的推测,由于没有证据,无法让人信服。
在听说了希顿的理论之后,美国地质勘探局的专家布赖恩·阿特沃特决定亲自前往现场进行勘察,他希望能有所发现。
从雷鸟故事流传的地方着手,科学家开始调查过去事件的线索。
首先,阿特沃特在盐沼沉积物的下面发现了云杉林的遗迹——云杉树的树皮。云杉通常只生长在干燥的土地上,这说明这块沼泽地原来是一块高地,然后在某个时候陷了下去。换言之,海岸曾经发生崩塌,将一片森林压在了泥层中。有地质学家在太平洋西北沿岸也发现了类似的证据。对此,一个简单的解释是,这里曾经发生过强烈的板块地震。对埋在地下的云杉树的碳同位素年代测定表明,地震发生在大约300年前。不过,仅这一个证据还不足以令人信服。
接着,阿特沃特又在沼泽地里发现了奇怪的东西——沙子。说它奇怪,是因为在这一地区周围都没有沙子,那沼泽地里的沙子是从哪里来的呢?最可能的解释是,地震使陆地下陷,海床变形,引起海啸,海水突然涌进时将沙子也带了进来,覆盖在新陷下去的土地上。
阿特沃特的发现或许还不能证明这里的大地曾发生过巨变。然而,又一个证据出现了,它来自几千公里之外的日本。

最令人感兴趣的证据来自日本。
一位日本地质学家在日本古老的文献资料中寻找到关于一次非常特殊的海啸的记录。据文献记载,在东京附近的一个沿海小镇上,发生过一次海啸灾难。有关文字是这样描述的:1700年1月28日清晨,海啸袭击了小镇。高耸的浪头猛烈袭来,退去时就像一条巨大的河流,一进一退持续了7次,直至中午。村民们在一座祠庙中避难(这座祠庙如今还在)。在日本,由于大多数海啸都是由附近的地震引起的,海啸袭来前往往都有大地震动,而这次海啸与人们以前所经历的都不同,没有地震,只有海啸,人们觉得非常奇怪,就将这一事件记录了下来。
关于这次海啸,在日本的其他四个地方也有记录。这很重要,说明这次海啸不可能是当地的局部海啸事件。地震学家认为,如果有海啸而没有地震发生,那么地震的震源一定在很远的地方。而1700年发生在日本的这次海啸可能来自于数千公里之外的卡斯卡迪亚古陆断层的板块大地震。
事实上,正如印度洋地震海啸所表明的那样,超级大地震的影响可达到惊人的程度——如果卡斯卡迪亚断层真的发生过大地震,它所引发的海啸可以跨越太平洋,一直到达日本等地。
最后一个证据来自北美洲太平洋西北海岸上的一座神秘森林。
西雅图西南大约160公里处,华盛顿州沿海的一个偏僻角落,有一座森林,被人称为“幽灵森林”。之所以叫这个名字,是因为人们发现,森林里的树木在几百年前就已经死了,但至今仍然屹立不倒。
科学家在研究了这些树的年轮后发现,在“不明海啸”袭击日本之前,这些树还“快乐”地生活在这里,但后来它们突然都死了,死亡时间在1699年至1700年的冬季。这不正好和日本“来历不明”海啸发生的日期相吻合吗?难道造成这些树木死亡的地震灾害同时也将海啸跨洋过海地传到了日本?
综合所有这些证据,科学家构想了最近一次卡斯卡迪亚板块大地震的大致情景:

1700年1月26日晚9时,卡斯卡迪亚断层处的胡安德富卡板块突然移动,滑入北美板块下方18米处,一场9级超级大地震发生了,整个北美洲太平洋西北部地区都被震撼了。地震还掀起了滔天大海啸,袭击了北美洲海岸地区,淹没森林,将陆地变成海洋。接着,海啸巨浪飞快地越过太平洋,最终到达日本沿海。
这或许就是印第安人世代相传的雷鸟传说之根源。人们当时或许亲眼见到了“大地震动,洪水泛滥”,但由于对大自然的认识有限,便将它归之于神的力量,并以故事的形式代代相传下来。
当超级大地震袭来时
对于超级大地震的破坏力,人们实在难以想象。但是,印度洋海啸地震灾难敲响了警钟。
如果卡斯卡迪亚断层曾发生过超级大地震,那么,它会卷土重来吗?
科学家相信,8级以上的板块大地震大约要孕育400年至500年的时间。如果卡斯卡迪亚断层曾发生过超级大地震,终有一天它还会卷土重来。那么下一次它会在什么地方、什么时间发生?威力有多大?会造成多大的破坏?
虽然现在还无法确定卡斯卡迪亚大地震何时会发生,但科学家认为,卡斯卡迪亚断层处的下一次超级大地震,将是地球上有史以来最大的地震灾害之一。地震一旦爆发,它的规模、破坏程度、所波及的地域,以及所产生的海啸的威力,都将不逊于印度洋地震海啸。
卡斯卡迪亚断层处的下一次超级大地震似乎在劫难逃。如果北美洲太平洋西北海域发生超级大地震并引发大海啸,沿岸的西雅图、波特兰和温哥华等大城市能逃过此劫吗?
华盛顿州海岸边常住人口虽然只有几千人,但度假旅游者却多达几万人,夏天的海滩更是吸引了大批旅游者。卡斯卡迪亚俯冲带断层处一旦爆发地震,海啸在半小时内即可到达海滩,只有很短的时间将海滩上的大量游客疏散到高处。即使不是人口密集的大城市,仍然有成千上万的人处于海啸危险之中。
如果900公里长的卡斯卡迪亚断层全部断裂,地震将持续5分钟之久,它所产生的危害将比通常只持续10秒至20秒的地震要大得多。持续几分钟之久的地震会对西雅图这样的城市造成怎样的危害呢?
超级大地震的破坏力究竟有多大?人们实在难以想象。
在1700年板块大地震被发现之前,居住在北美洲太平洋西北沿岸地区的人们丝毫没有想到过他们会面临一场大地震,更不用说如何理解卡斯卡迪亚地震与以往所经历过的地震会有什么不同。对于超级大地震的破坏力,人们实在难以想象。但是,印度洋地震海啸敲响了警钟。
汤姆·希顿曾对在华盛顿州沿海地区修建核电站提出过警告,自那以后,他一直在关注卡斯卡迪亚地震可能带来的危害,特别是现代化的摩天大楼。希顿认为,卡斯卡迪亚地震如果发生,高层建筑可能会产生大幅度的摇晃,由于地震持续时间比较长,摇晃的强度会越来越大,建筑物有可能会受到破坏。
当然,并非所有的人都赞成希顿的观点。建筑工程师约翰·胡珀曾为西雅图设计了许多高层建筑,他相信现代摩天楼非常坚固,完全可以避免地震带来的严重破坏。他说,这个城市大多数的高层建筑可能会产生较大幅度的晃动,但楼房在设计中已经考虑到了这些因素,它们能够承受几分钟的地震晃动,也许会来回摆动两三米,里面的人也许会受到惊吓,但受到破坏的只是非建筑的部分,建筑物主体本身不会被破坏。
但是,希顿指出,超级大地震并不常有,卡斯卡迪亚地震如果发生,就人类目前对地震的认识,还无法事先对其破坏作用做出充分的估计,建筑规范并没有真正受到过超级大地震的检验。他认为,在持续时间较长的9级地震中,许多未经加固的砖石结构的房屋肯定会纷纷倒塌。而在将受到地震影响的地区,有成千上万这样未经加固的建筑,包括住宅、办公室和学校等。当下一次卡斯卡迪亚大地震发生时,这些房屋的倒塌将成为人员伤亡的主要原因。
面对即将到来的大灾难,我们真的束手无策吗?
就像先前没有人知道印度洋地震海啸何时发生,现在也没有人能够确定下一次卡斯卡迪亚超级大地震何时来临。也许它已经近在眼前,也许它在以后的几个世纪里都不发生。我们所知道的就是,卡斯卡迪亚地震是不可避免的,我们无法阻止它的发生。
那么,我们能预知地震的危害程度吗?现代地震科学能让人们逃脱地震浩劫吗?
科学家相信,只要拥有先进的地震监测设备并做好充分的准备,当卡斯卡迪亚超级大地震爆发时,人员伤亡一定会大大少于印度洋地震海啸。先进的太平洋海啸监测网可在地震发生后,迅速地将地震海啸的信息通过卫星发送到有可能受到影响的太平洋沿岸的各个国家和地区,也许还来得及组织沿海地区的居民撤离疏散。
地震发生时,断层裂开很可能从一端开始,然后以每小时11000多公里的速度向另一端扩展,在长达400至500公里的区域内,海床将升高2至3米,整个大海的水体也随之被抬高,海平面将会比平时升高2至3米。海啸以大型喷气式客机的速度前进,其速度可达到每小时800至900公里,其中一部分奔向太平洋,一部分则直接涌向北美海岸线。即使以这样的速度,海啸巨浪也要5个小时才能到达夏威夷,10个小时以上到达日本,有充分的时间将人员撤离到安全的地方。
但北美洲太平洋西北沿岸地区则不同,海啸只需半小时就能到达,而那里的人们可能还未从地震惊魂中恢复过来。地震波以每小时16000公里的速度穿越地球,比海啸传播的速度快得多,只需几秒钟时间,地震就抵达陆地。那么,情况会怎样呢?科学家为我们描述了超级大地震发生时的情景:
华盛顿灾害应变中心已经没有时间在地震袭击各大城市之前发出警报,因为地震波只需2分钟就到达西雅图,稍后再过20秒钟,人们就会感觉到大地的震动。震动会越来越强烈,家具和其他物体在房间里翻滚,部分建筑物开始倒塌,人们必须注意保护头部,因为随时都有可能被倒下的物体砸到。而室外的人的主要伤害来自于掉落的瓦砾碎片和震碎的玻璃,最好能迅速向开阔的地方转移,远离建筑物,以避免被砸伤。
在地震的巨大威力下,房屋开始来回摇摆,未作加固处理的砖瓦结构的建筑物将最先倒塌。建筑物倒塌是引起重大伤亡的主要原因。在普通的地震灾害中,建筑物在地震的20或30秒钟里会受到一定程度的损坏,但也许还能维持不倒。但是,在板块地震这样的超级大地震中,地震还会再持续3分钟,已经受损的建筑物将再也无法承受而倒塌。地面的大幅度运动会令摩天大楼越来越弯曲,窗户开始掉落,钢铁框架从焊接处裂开,最糟的是,整幢高楼轰然倒塌。
地震开始5分钟后,温哥华还处于剧烈的震动之中,西雅图的地震已经渐渐平息,人们从被毁坏的房屋里撤出来。漫长的5分钟终于过去了。但是,在海岸边上,灾难才刚刚开始,地震引起的海啸几十分钟后就将到来。对于居住在北美洲太平洋西北地区的人们来说,地震海啸预警系统几乎没有什么意义,因为预警中心没有时间确定刚刚发生的地震会不会引起海啸,然后将警报传送到华盛顿,再由华盛顿当局安排人们撤离,那会浪费宝贵的时间。在这种情况下,重要的是人们要有灾难意识和自救意识。最简单的做法是,当在海边感觉大地震动时,赶快向高处和内陆地区转移,这是在海啸到来之前挽救生命最重要的一点。正如印度洋地震海啸一样,在地震发生后半小时内,浪高100米以上的巨浪冲上陆地,没来得及跑到内陆地区或者高地的人,在这样的巨浪袭击下几乎没有生存下来的机会。
与地震共存
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