东日本大地震中的关键词

日期：2011-03-22 作者：周祺;方陵生;史博臻 来源：文汇报

东日本大地震震源区域与M6级地震  

东京附近千叶县的一个炼油厂11日地震后发生火灾  

                 
    □周祺  方陵生  史博臻  编译
    
    9级大地震引发的海啸及之后导致的核泄漏危机，使日本及其周边国家一度陷于混乱，也冲淡了人们对日本有记载以来这场最强烈地震的关注度。此次东日本大地震究竟暴露出哪些特点？全球范围的地震发生频率是否在不断增多？最近发生在太平洋地区的一连串大地震到底有什么关联？下一场超级地震到底会出现在何时何地？本刊汇总了近期美国《科学》杂志、英国《新科学家》及日本各大报刊的部分内容，希望能解答读者关心的问题。
    
震波周期
    
    在本次地震中，很少捕捉到对木结构住房造成重大损害、晃动周期为1秒左右的“致命脉冲”。
    
    根据东京大学地震研究所古村孝志教授等人的分析，引发东日本大地震的地震晃动，在整个东日本地区持续了6分钟。在本次地震中，较少出现对木结构住房造成重大损害、被称为“致命脉冲”的周期1秒左右的晃动。尽管海岸附近的建筑物并没有被震垮，但是被随即而来的海啸所吞噬。
    
    据介绍，地震发生后，日本防灾科学技术研究所无法在第一时间获取全国高密度地震仪（K-net）的数据。随着修复工作的有效开展，古村教授等人利用全国1800处的数据，对晃动状况进行了调查。
    
    调查结果显示，地震晃动在发生地震后35秒到达宫城县牡鹿半岛，50秒钟后晃动了岩手县釜石市以及福岛县南部城市，70秒后扩展至整个日本东北地区。地震中出现了2次晃动峰值，2次之间的间隔为大约35秒。古村教授认为，引发地震的断层破坏至少分为两个阶段。最大地震晃动，达到了重力的约3倍加速度。
    
    本次地震，几乎全部为地震波周期为0.1～1秒的短波，很少有对木结构建筑造成毁灭性破坏的周期为1秒左右的地震波。古村教授表示：“建筑物被冲走时可能还保持着原状，也许是一次典型的海啸地震。”
    
连动型地震
    
    发生地震的板块范围，北及三陆海面中部，南至福岛县海面，南北距离400公里，宽200公里。在上述范围内，似乎发生了多个震源区域的连续运动或同时运动。
    
    对于这次东日本大地震，有专家认为可能属于在较短间隔内发生多个地震的“连动型地震”。震源地东北-三陆海面位于板块的边界，存在着多个以前被认为可能会发生地震的震源区域。这次发生的东日本大地震，可能起因于上述震源区域的连续运动。
    
    日本气象厅发布的数据表明，发生地震的板块范围，北及三陆海面中部，南至福岛县海面，南北距离400公里，宽200公里。在上述范围内，似乎发生了多个震源区域的连续运动或同时运动，从而带来了剧烈晃动。据报道，已经观测到了与此相关的多个地震。
    
    认为本次东日本大地震属于“连动型”的另外一个理由是，曾经假设在东北-三陆海面发生的地震，即使出现一个假设震源区域的破坏，地震规模也在8级以下。这次发生9级地震，只能说明多个断层出现了运动。
    
    曾经有专家预测，被多个板块包围的日本周边，可能会发生连动型地震。因此，存在着以静冈县海面为震源的“东海地震”、以中部地区海面为震源的“南东海地震”以及以四国海面为震源的“南海地震”发生联动的可能性。一旦发生上述联动，就一定是超过8级以上的巨大地震了。
    
长周期地震动
    
    长周期地震动，会对石油储罐带来巨大损害。油罐内部出现波状起伏后，会引发火灾。
    
    这次发生的东日本巨大地震，东京都中心城区的震级也达到了5级以上。地震波从远处震源传来，出现缓慢晃动的“长周期地震动”，席卷日本大地。在这种类型的地震中，超高层建筑物更容易受到侵害。据报道，即使是超过20层的东京都内最新建筑，晃动也持续了10分钟以上，各种物品纷纷从架子上掉落。
    
    长周期地震动，指发生地震时不同于普通震动，晃动周期为2~20秒之间的震动。这样的长周期震动，容易与超高层建筑的固有震动频率一致。建筑物越高，越经受不起缓慢的长周期晃动。在2004年发生的新澙县中越地震中，在远离震源将近200公里的东京城区，六本木大楼的电梯钢丝绳由于晃动而断裂。
    
    长周期地震动，会对石油储罐带来巨大损害。油罐内部出现波状起伏后，会引发火灾。2003年日本十胜冲发生长周期地震动之后，远离震源300公里之外的一家炼油厂也发生了火灾。
    
    本次9.0级东日本大地震发生后，东京湾畔的石油公司等出现火灾可能就是受到了“长周期地震动”的影响。
    
    研究表明，发生长周期地震动的原因在于地下构造。冲积平原和填埋地等软弱地基，容易发生长周期地震动。在1985年的墨西哥地震中，曾在墨西哥城（填埋湿地后的软弱地基）观测到最大为2秒的长周期地震动，由于共振，大量高楼大厦和高层住宅出现倒塌。尽管这次地震为长周期地震动导致的最大灾难，但是，当时人们却认为建筑标准的过于宽松是导致建筑物倒塌的主要原因。直到最近几年，才发现真正的元凶是长周期地震动。
    
    依靠从震源一直到观测点的密集记录，研究人员阐明了发生长周期缓慢晃动的“长周期地震动”的机理：一旦具备了大规模浅震源、容易传递地震动的路径、沉积盆地这三项条件，就会发生长周期地震动。
    
余震
    
    大地震发生后一周内，M5级以上地震共发生了262次，为观测史上最多的纪录，延续着十分活跃的状态。
    
    日本气象厅近日宣布，自3月11日9级大地震发生之后，日本又发生了7级以上的3次余震，以及6级以上的48次余震，以地震史上的标准来衡量，这次的余震活动频率“非常高”。
    
    大地震发生后的24小时，M5级以上的余震达到了152次，为观测史上最多的纪录。至18日上午的一周内，M5级以上地震共发生了262次，同样打破了历史纪录，延续着十分活跃的状态。
    
    新西兰坎特伯雷大学的保罗·尼科尔斯绘制了自3月11日以来日本发生余震的地区图（见上图），此图根据美国地质勘探局网站公布的余震震级和位置的数据资料不断更新。余震是地质板块在大地震之后的重新调整，以使整个地区的应力分配再次趋于稳定。地图上显示，到目前为止，几乎所有的余震都沿着太平洋板块边界处的俯冲带发生的。
    
    专家认为，东京受到城市西南方向东海断层地震活动的威胁最大，东海断层实际上是南海海槽的延伸，但后者处于不同的俯冲带，介于欧亚板块和菲律宾板块之间。澳大利亚地震中心的地震学家凯文·麦丘说，这一板块的边界处似乎并没有受到仙台地震的影响。这方面的证据还不足以表明东京是安全的，毕竟，无论是长野，还是静冈，也都不在太平洋板块边界上，但这个城市确实躲过了那些近日连续不断袭击日本的余震。