
日本大地震前后各測(cè)量站位移情況
海上保安廳在日本外海5個(gè)地點(diǎn)設(shè)置了海底測(cè)量裝置
海嘯和地震襲擊日本后,洶涌而來(lái)的海水沖過(guò)防洪堤,瞬間淹沒(méi)黑河入??诟浇囊粋€(gè)海濱村莊。
北京時(shí)間5月23日消息,據(jù)英國(guó)媒體報(bào)道,根據(jù)設(shè)置在海床上的儀器實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),3月11日日本大地震引發(fā)的板塊位移超過(guò)了20米。這一實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)幾乎相當(dāng)于之前專(zhuān)家僅僅依據(jù)理論計(jì)算得出結(jié)果的兩倍。
日本海上保安廳負(fù)責(zé)維護(hù)設(shè)置在日本近海斷層附近海床上的測(cè)量?jī)x器,這些斷層帶地震頻發(fā)。在這次的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中還發(fā)現(xiàn)3·11大地震引發(fā)的海床抬升超過(guò)了3米。這些數(shù)據(jù)再次提醒我們?nèi)毡緰|北大地震及其隨后出現(xiàn)的海嘯的巨大威力。
日本海上保安廳的佐藤麻理子博士告訴英國(guó)廣播公司(BBC)的記者稱(chēng):“此次測(cè)量顯示的位移程度超出原先理論估算的兩倍。我們的這一結(jié)果顯示了在外海海床上安置實(shí)測(cè)裝置的重要性。”佐藤博士的論文是將在本周出版的《科學(xué)》雜志上予以報(bào)道的三篇論文之一。
這三篇論文一起,為揭示這場(chǎng)大地震的起因和復(fù)雜性提供了進(jìn)一步的線索。但與此同時(shí)它們也暴露出科學(xué)家之間對(duì)于這一問(wèn)題的看法存在分歧。
美國(guó)加州理工學(xué)院的馬克·西蒙斯(Mark Simons)教授評(píng)價(jià)道:“我認(rèn)為他們應(yīng)當(dāng)做的更好一些。” 西蒙斯教授和他的團(tuán)隊(duì)一直致力于通過(guò)對(duì)大量數(shù)據(jù)的分析,了解地震發(fā)生當(dāng)天地球內(nèi)部究竟發(fā)生了何種地質(zhì)學(xué)變化。
海底測(cè)量站的重要性
3·11東北大地震的震源位于日本海溝,這是一個(gè)版塊交會(huì)點(diǎn)。在這里,密度較大的太平洋板塊向上覆的亞歐板塊俯沖。
不過(guò)萬(wàn)幸的是這次地震的震中位于日本外海,距離最近的宮城縣仙臺(tái)市也有近130公里,但這次地震的震源很淺,僅有32公里,因此仍然造成了巨大的破壞。
設(shè)在陸地上的GPS基站測(cè)量到日本本島在地震中向東南方向出現(xiàn)了位移,這些數(shù)據(jù)隨后也被用來(lái)對(duì)日本外海海底的位移情況進(jìn)行估算。
但日本海上保安廳的工作人員最后成功地獲取了更多的直接測(cè)量數(shù)據(jù),他們測(cè)定了設(shè)在海底的5個(gè)測(cè)量站的位置數(shù)據(jù)。其中一個(gè)測(cè)量站幾乎恰好位于震中位置。
佐藤博士解釋說(shuō):“海底測(cè)量設(shè)備就像是聲波鏡子。我們首先通過(guò)GPS技術(shù)測(cè)定調(diào)查船的位置,隨后在測(cè)量船上向海底測(cè)量站發(fā)送聲波,以便測(cè)定其位置。重復(fù)這一過(guò)程,我們便能得到地震前后海底基站的位移數(shù)據(jù)。”
這些設(shè)備在10年前便已經(jīng)安裝,但是有關(guān)它們精確位置信息的數(shù)據(jù)是直到去年9月份才獲取的。今年3月底4月初,海上保安廳派出調(diào)查船,以便獲得震后的精確位置信息進(jìn)行對(duì)比。
對(duì)比的結(jié)果顯示日本附近海床向東南方向出現(xiàn)了5~24米的水平位移,垂直方向的位移值約為-0.8米~3米。記錄到24米的最大位移值的測(cè)量站名為MYGI,可以在附圖中看到。
佐藤博士表示:“測(cè)量結(jié)果顯示在斷層線附近出現(xiàn)了大規(guī)模的板塊移動(dòng),這導(dǎo)致了驚人的海嘯。不過(guò)光憑這些數(shù)據(jù)還不足以解釋此次海嘯的規(guī)模,但這些數(shù)據(jù)確實(shí)可以為我們?cè)跇?gòu)建事件模型時(shí)提供很好的限制性依據(jù)。”
現(xiàn)有模型的缺陷
這場(chǎng)地震的規(guī)模和位置都讓很多科學(xué)家們吃驚不已。在此之前,學(xué)界普遍認(rèn)為,宮城縣附近的斷層不會(huì)發(fā)生大地震,因?yàn)檫@里常年發(fā)生7級(jí)左右的地震,釋放了大量的地質(zhì)應(yīng)力。但西蒙斯教授的團(tuán)隊(duì)根據(jù)大量數(shù)據(jù)構(gòu)建的模型顯示,先前的看法可能是非常有問(wèn)題的。
到目前為止,科學(xué)家們?nèi)匀桓悴磺宄槭裁磳m城縣附近的這一斷層帶竟然會(huì)累積這么強(qiáng)大的應(yīng)力。有一種觀點(diǎn),認(rèn)為可能是太平洋板塊在向亞歐板塊下方俯沖時(shí),被一些海底火山卡住了,這樣就導(dǎo)致了應(yīng)力的急劇增加。
西蒙斯解釋說(shuō):“你可以將其理解為兩塊相互移動(dòng)的木板之間的一顆釘子。盡管木板之間可能還是可以發(fā)生微小的移動(dòng),但最終還是被這個(gè)釘子卡住了。”
他繼續(xù)表示:“這樣的緩慢蠕動(dòng)可能會(huì)引發(fā)一些規(guī)模相對(duì)小一些的地震,如之前發(fā)生的一連串7級(jí)左右的地震,但最后,釘子終于承受不住強(qiáng)大的應(yīng)力而崩潰,于是巨大的位移瞬間發(fā)生,引發(fā)超強(qiáng)地震。而如果這樣的應(yīng)力累積持續(xù)1000年,一次地震出現(xiàn)的位移量甚至可以達(dá)到50~100米。”
對(duì)于未來(lái)的擔(dān)憂
現(xiàn)在專(zhuān)家們普遍擔(dān)心的是,接下來(lái),在斷層帶的南側(cè)在未來(lái)究竟會(huì)發(fā)生什么。這里靠近東京,全日本四分之一的人口集中在此。
這里的茨城縣斷層地帶一直以來(lái)都呈現(xiàn)和此次發(fā)生強(qiáng)震的宮城縣斷層帶相似的活動(dòng)現(xiàn)象。
西蒙斯教授強(qiáng)調(diào)說(shuō):“我想說(shuō),我們絕非在預(yù)測(cè)一次未來(lái)的地震,我們所做的僅僅是再次提醒人們我們對(duì)地震現(xiàn)象是多么無(wú)知。以此激勵(lì)我們投入更大的努力去研究地震的預(yù)報(bào)技術(shù)。”
根據(jù)最新的警方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),在此次日本大地震中確認(rèn)遇難的人數(shù)已經(jīng)上升到1.5萬(wàn)人,另有1.1萬(wàn)人依然失蹤。(晨風(fēng))
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