独家解读:GNS华人科学家面对面谈“新西兰9级地震说”
2017-12-09 06:44 阅读 次
【天维网12月8日报道】日前,“新西兰9级地震说”在本地引起了巨大反响,那么到底这一说法的来源是什么?真的有那么可怕么?天维网记者带着这一问题,独家专访了新西兰GNS科学家王晓明。
王晓明,新西兰皇家科学院地质与核科学研究所科学家,新西兰地震海啸专家组主席,是当前世界上应用最为广泛的几个海啸分析模型之一的开发者。
在美国康奈尔大学获得环境流体力学和水文学博士学位,专业从事海啸、海啸波的生成,近海海啸引发的自然灾害以及海啸淹没的研究。
2009
年进入新西兰皇家科学院地质与核科学研究所工作,进行海底地震、滑坡及其引发的海啸灾害研究。
新西兰有可能发生
9
级地震的说法来源是什么?
这种说法一直都有,最近成为热点的原因是上月中旬在南岛
Blenheim
举办了纪念凯库拉地震发生一周年的一次国际研讨会。
在这次研讨会上,
GNS
的科学家做了一个报告,报告中提到近些年新西兰古地质和古海啸的研究中的一些新的发现,包括
2015
年发表的一篇论文,探讨了
Hikurangi
俯冲带具有发生
9
级地震的潜力。
在过去几年中,
GNS
的
Clark
博士和
Cochran
博士一直在南岛北端进行钻孔,抽取土壤沉积物进行分析。
在
2015
年的论文中,分析发现在南岛北端的位置至少发生了两次由
Hikurangi
俯冲断层南部区域错动而引发的地震海啸,这两次地震发生的时间大约在
500
多年前和
800
多年前左右,具体的时间有一些误差,大约误差在几十到
150
年左右。
图片由王晓明提供
早前的其他研究显示
Hikurangi
俯冲断层的中部和北部区域在过去
7000
年间大约至少发生了
7
次比较大的地震。
因此猜测需要涉及整个
Hikurangi
俯冲断层的
9
级地震的可能性是存在的。在
2015
年
Clark
博士等人的研究结果发表后,为这种可能性提供了一些考古上的佐证。
由于对这一俯冲断层文字记录非常少,所以地震会在什么时候发生,在哪里发生我们都无法预测,所以媒体上关于新西兰最近有可能发生
9
级地震的说法,我们不能说这种说法是完全错误的,但是这种理解有偏差。
尽管可能非常罕见,
9
级地震的可能性是存在的,但这种地震最近要发生,还是几十年内、一百年要发生,还是一千年内要发生,因为资料太少,很难确定。
Hikurangi
俯冲断层是什么?
这一俯冲断裂带位于整个澳大利亚印度洋版块和太平洋版块的交界面,从图上看,新西兰整个南岛北端到整个北岛东部,都坐落在
Hikurangi
这个俯冲断裂带上。
图片由王晓明提供
这个俯冲带是大约
3500
公里长的
Tonga-Kermadec-Hikurangi
断层的一部分,是世界
5
大俯冲断层之一。
其他断层每隔几十年到几百年间就会发生一次
8
级以上或者到
9
级的地震。
比如印度洋苏门答腊一直到安达曼群岛的断层,在
2004
年发生了大海啸,震级大约
9.2
级。
从库页群岛到日本东部的断层在
2011
年发生了
9
级地震并诱发了大海啸。
阿留申群岛到阿拉斯加的断层在
1964
年的时候发生了
9.2
级地震。
美国西部的
Cascadia
断层,大约在
1700
年左右发生过
9
级地震。
另外一个是从秘鲁到智利的大断层,大约
1960
年发生过
9.5
级的(历史上最大规模)海啸,那次海啸影响到了新西兰包括
Napier
和
Gisborne
,最近在
2010
年以及
2015
年这个断层带都发生过
8
级以上的地震。
和其他断层不一样的地方是,我们对新西兰的断层了解的非常少。
新西兰的俯冲断层在过去
170
年间(有文字记录以来),较大地震只发生过一次
7-7.2
级地震。
从科学数据上来看,我们不知道这个断层过去发生过多少地震,平均多长时间发生一次地震,不知道什么时间什么位置会发生地震。
现在的研究主要依赖于地质考察,比如对地质沉积物的研究,在历史上有没有发生过大地震,多长时间会发生一次大地震,上边提到的
Clark
博士的研究就是地质研究的结果。
凯库拉地震的发生导致
Hikurangi
俯冲带苏醒的说法科学么?
其实这个断层从来没有沉睡过,它一直在运动中。
在上个月的国际研讨会上,专家们有一些关于凯库拉地震是否诱发了
Hikurangi
断层移动的讨论,
科学家们对这个观点是存在一些分歧的。
有一些科学家认为
Hikurangi
断层并没有参与到凯库拉地震的震动过程中,或者即使有,贡献也很少。
而另一些研究人员则分析
Kaikurangi
断层有可能参与到了凯库拉地震中,所以观点是不一致的。
自从过去
20
、
30
年新西兰采用全球卫星定位系统监测地标位移以来,监测到的数据显示澳大利亚印度洋板块和太平洋板块的挤压是一直在发生的。北端的相对位移是每年
60
毫米左右,中部的位移是每年
40
毫米左右,在南端的相对位移是每年
20
毫米左右。
一些证据可以表明,绿色的标志表示过去
10
年来监测到的慢速蠕滑地震,通常地震的能量释放在几秒到几十秒之间,但是慢速地震能量的释放会持续几个星期到几个月的时间,所以过去几年间的监测都显示这个断层区域一直在不断的运动中。凯库拉地震后,也观测到了这种慢速错动。
这种缓慢的错动会不会诱发
8
级以上甚至
9
级地震,现在还没有确切的证据,在研究上关于慢速地震也有分歧,有的认为这是大地震的一种先导现象,还有一些认为慢速地震发生的区域不太容易发生大地震。
所以,凯库拉地震造成了
Hikurangi
断层的苏醒,这个说法是不十分确切的。
有文章称,如果新西兰发生海啸会与苏门答腊的情况很接近,是这样么?
俯冲带地震发生海啸造成的影响是由震级决定的,如果发生相同规模的
9
级地震,在近海产生的海啸波波高的分布与苏门答腊和日本的大地震会有很大程度相似的地方。
但是,
Hikurangi
断层两个板块移动的速度大约只有日本东北断层和智利秘鲁断层速度的一半左右,所以大地震发生的间隔时间会更长。
除了俯冲断层会造成地震,板块中也会发生地震么?
是的,板块中的运动也会引发地震。
新西兰在过去几百年间的记录表明,除了来自南美等较远震源的海啸外,更多的影响较大的是来自发生在板块中的地震。
比如
1855
年的
Wairarapa 8.2
级地震,当时惠灵顿港的波高达到了
3-4
米,以及
1931
年发生在
Napier
附近的
7.9
级地震,造成新西兰历史上最惨重的伤亡,共有
250
多人遇难。还有北岛东部
1947
年发生的一次
7
级左右的地震,地震比较特殊,可以观测到的海啸局部高达
10
米左右。
在印尼大海啸过后的
10
多年间,新西兰一直在从事板块中和板块间俯冲断裂带的地震海啸研究。
2008
年建立了新西兰第一个海啸灾害分析模型,主要分析远距、中距和近距震源海啸对新西兰海岸的影响,
2013
年对该模型进行了更新,建立了基于概率的全国海啸波高模型。
骇人听闻的
“7
分钟
”
逃生时间是真的么?
7
分钟是非常极端的情况。
海啸的传播速度和水深有关,如果发生深海地震,在大部分太平洋海盆,海啸波传播速度非常快,大约和喷气式客机的速度差不多,靠近震源的深海区,海啸波抵达的时间确实会非常短。
其实,因为距离断层错动区的距离和水深的不同,海啸波抵达的时间对于不同地区而言是不一样的。
就
Hikurangi
俯冲带发生海啸的情况来讲,如果地震发生在惠灵顿东部外海,海啸波到达惠灵顿部分地区是
5-7
分钟的时间,有一些地方是
10-20
分钟,南岛北端的时间大约
30-40
分钟,其他距离震源较远的地区会更晚,并且最先到达的海啸波不一定是最大的。
新西兰有什么样的海啸预警机制?
根据地震震源的不同,海啸分为远中近三种。
南美洲和北美洲如果发生地震,传到新西兰的时间大约
10-14
个小时,属于远源地震,在汤加、
Kermadec
这个位置,大约传到新西兰的时间
1-3
小时,但是近源地震少于
1
个小时。
震源远的海啸,我们可以比较准确的估计抵达新西兰的时间以及抵达新西兰各处海啸波的波高。
在太平洋和印度洋海域,设置有深海海啸浮标监测海啸波。
打个比方,如果在智利和秘鲁发生地震,海啸波向新西兰移动时会经过这些浮标,我们就可以通过浮标传递回来的数据及时修正数学模型,从而精确的估算海啸波抵达时间和波高。
对于一些中距和远距的地震,我们提前计算了一些分析各个震级各个位置发生地震时海啸对新西兰的影响模型,这个数据库在实际海底地震发生的时候,根据地震震级以及地震的位置可以找到最相近的预算结果来进行分析,并通过民防部发布警报。
而对于海啸波传递时间少于
1
个小时的近源地震,因为时间非常短,不太可能进行精确的预测,所以在新西兰的原则是自我疏散,如果你感觉到地面的晃动时间比较长,比如说长于一分钟,或者是地面晃动的很剧烈,很难站立,立刻逃离海啸疏散区。
在过去几年,针对全国主要城市,新西兰建立了三级海啸疏散区,红色、橙色和黄色。
红色区域针对所有比较小的海啸,提醒民众远离海滩和港口,船只需要系泊或者可能驶离港口。
橙色区域针对远源地震,这种情况对海啸波抵达时间和大小都有比较精确的估计,会有具体警报。
黄色区域主要针对近源地震,一旦民众感觉到晃动强烈,要疏散到黄色区域之外。
新西兰在地震海啸究方面在全世界处于什么水平?
新西兰关于地震海啸的研究属于世界比较领先的水平,以海啸来说,研究比较发达,但是国家体量受限,在一些硬件上不如海啸研究最发达的国家,比如监测手段没有日本先进,但是在软件和设施上还是处于先进水平。
新西兰人的海啸危机意识强么?
在这一方面,新西兰还有很大改进空间,坦率的说民众的危机意识不高。
典型的案例是
2010
年和
2011
年的时候,智利和日本发生地震时,新西兰民防部门发布了海啸警报,本意是提醒民众引起注意,如果有危险应该尽快撤离危险海边区域。但是却有民众开着车带着孩子去海边看海啸,这是十分危险的。
GNS媒体发布办公室,发生地震或海啸时,专家组会每一小时在此集中汇总最新情况,并第一时间发送到民防应急管理办公室进行发布。
海啸预防要通过
不断的教育、演习,近几年在惠灵顿的Island Bay和Lower Hutt的部分地面画有一些蓝线,这些蓝线就是黄色疏散区的边线,如果发生海啸要尽快疏散到蓝线之外,远离蓝线位置。
民众教育对降低海啸造成的损伤有非常大的作用。
2004
年苏门答腊的
9
级地震,接近有
23
万
-25
万人死亡,而日本后来发生的海啸冲击的规模和人口数量与苏门答腊大致相当,但是日本人的危机意识比较强,海啸造成大约
1.6
万人遇难,遇难人数的巨大差异反应出海啸危机教育意识的不同。
2015
年智利发生海啸时,政府提前发出预警,并迅速疏散了上百万民众,遇难人数很少,所以培养市民正确的危机意识和民众教育是非常非常重要的。
真的有必要那么恐慌么?
有危机意识是好事,但是对这个危机不要过分解读。准备一些应急食品、饮用水,并且定期更换有备无患,但不必过分恐慌。
新西兰应急信息大家可以访问
GNS
下属的
Geonet
信息网站,或者下载手机
app
(
GEONET
),可以随时了解新西兰地震还海啸的情况,另外海啸预警官方发布平台是新西兰民防部,大家可以访问民防部网站了解,还有地方的民防部门包括市政府有一些相关的资料可以访问和浏览。
实用小贴士
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3
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