卡斯卡迪亞地震

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更新時間: 2013-11-26

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「卡斯卡迪亞」地震,破壞力:2級,美國西海岸發生一場大地震的危險日益增加,其規模有可能相當於2004年印尼蘇門答臘地震。該區域位於大陸板塊和太平洋板塊的交界處,從加拿大哥倫比亞省到美國加州北部,綿延1100千米,被稱為卡斯卡迪亞地層潛沒帶。該地帶最近的一次斷裂發生於1700年,20米高的海嘯巨浪掃蕩了沿岸的俄勒岡州、華盛頓州和加州,甚至波及到了日本。

卡斯卡迪亞地震 -基本介紹

 

卡斯卡迪亞地震颶風摧毀

距離北美西海岸1000多公里的地方,是「卡斯卡迪亞隱沒帶」。這裡的地震斷裂帶有1000公里長,和印度尼西亞附近的地震帶差不多。研究預測,如果美國西部海底發生類似在印度洋的9級強震,將會造成西岸這幾個州地面持續強烈震動4分鐘,屆時河流可能會逆向倒流,導致內陸地區洪水泛濫,道路、橋樑和隧道都可能會受到嚴重破壞。

如果在距離北美西海岸這樣近的「卡斯卡迪亞隱沒帶」發生大地震,並引發海嘯,將可能對美國和加拿大西岸的城市造成毀滅性的打擊。強度巨大的地震就像懸在北美西海岸上空的達摩克利斯之劍,總讓人不寒而慄。

美國西岸海底大地震,大約每300年至1000年發生一次,由於上次奧瑞岡州海底地震發生在300年前,因此美國西岸又再度進入地震周期,隨時有可能發生大規模地震和海嘯。

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據了解,俄勒岡州海底曾經在300年前發生大地震,造成陸地大地震,大海嘯席捲陸地城鎮和森林。那次地震連遠在亞洲的日本都受到影響,當時在日本所掀起的海嘯,把幾個漁村都整個吞噬。

布萊恩是美國地質勘測局的專家,他一直想解開這個謎團。為此,他走訪了居住在華盛頓州北部的赫族印第安人部落。當地流傳著這樣一個故事:古代,一隻來自赫族人母親河上游冰川地帶的雷鳥怪獸的到來,使地動山搖,洪水滔天。難道印第安人說的這個怪獸就是海嘯?很多學者即便有這樣的懷疑,也只是說說而已,布萊恩卻下決心要查清楚。他划著獨木舟,穿越淤泥和沼澤,到傳說中怪獸出沒的地方展開挖掘。終於,在一片海水淹沒的淤泥下,他發現了一些雲杉樹的化石。在這些化石的附近,還發現了一片片沙土。

研究人員還注意到,在西雅圖西南面200多公里處的海邊,有一片綿延100多公里的已經死亡的森林,當地人把這片森林叫做「鬼森林」。植物專家大衛·山口花了很多年時間研究,發現這些森林的死亡原因是被洪水淹沒。根據樹的年輪和樹皮上留下的時間記號,他推斷這片森林死亡的時間是1700年年初的某一天。

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雲杉樹通常生長在離水面比較遠的陸地。而雲杉化石附近的沙土也不是本地的。一種合理的解釋是:由於發生了強烈地震,地層塌陷,導致陸地上的雲杉樹掉落到海底,海嘯襲來,並從遠處帶來了沙土。

卡斯卡迪亞地震 -地震原因

地質學家們目前已經搞清楚了300年前發生在北美的一次大地震的時間和規模。這個地震的遺迹:被稱為「亡靈森林」(ghost forests)——被地震摧毀的森林的殘留部分,今天仍然存留在美國西海岸的某些地方。由於在北美洲沒有任何關於這場地震的文字記錄,「亡靈森林」也就成立當年大地震在地球上留下的唯一記號。

然而在日本,官方卻記錄了在公元1700年1月27日午夜的一次大海嘯,海浪高達10英尺,綿延弘樹海岸(Honshu coast)600哩。根據這次海嘯的速度,路徑和其它性質進行估算后,研究人員認為這就是1700年在發生在華盛頓海岸海床,強度達9級的地震引起的。「亡靈森林」(ghost forests)中的西洋杉樹(cedar tree)的年齡證實了這個發現·

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卡斯卡迪亞地震地震斷層

直到最近之前,多數的現代地震理論都認為:每兩次地震之間的時間間隔大致是有規律的,然而實際顯示並非如此。科學家雖然已經了解到,潛伏在地層底下的力量會在同一個地方重複的產生地震,但是仍無法預測地震,因此研究這些過去的大災難就變得非常重要。
運用從前的資料,古地震學家(paleoseismologists)越來越能有效的標定出危險地帶併發出警告。這些資訊對於工程師和城市規劃者很有用,使他們可以強建築法規,並教育大眾當地震來臨如何求生。

布萊恩對雲杉樹化石進行的同位素鑒定的結果顯示,這些雲杉樹的死亡時間大約在300年前。這和大衛·山口的推斷不謀而合。
但是,如何確定準確的死亡時間,卻一直令布萊恩頭疼。他想到,如此強烈的地震和海嘯對北美西海岸造成了如此大的衝擊,那麼海嘯對於其他地方的衝擊一定也很大。300年前,日本已經是一個相當文明的社會,從日本的歷史記載中,也許能夠找到問題的答案。

布萊恩來到日本。日本的歷史資料明確記載了海嘯發生的時間:1700年1月26日!對日本人來說,這是一次奇怪的大海嘯,因為海嘯發生前經常發生地震,所以,日本人在地震之後都會奔向高地逃命,但這次海嘯前卻沒有地震發生,日本人把這樣的海嘯稱為「孤兒海嘯」。由柳洪平創建。

東京有一份記錄當時情況的資料。資料顯示,1700年1月26日一早,前所未有的大海嘯突然出現,整個城市彷彿掉落到一條大河中。這樣的情況間歇性地發生了7次,直到中午才結束。記載了那一天發生海嘯的史料在日本的其他城市也能找到,它們都顯示,這場海嘯來自太平洋。

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卡斯卡迪亞地震 -重要理論

在1906年進行的這些意義重大的觀測中,最重要的是三角測量調查——這是一種光學測量手段,用來測定山體和地面的夾角的角度變化。通過反覆比對地震前的三角測量數據,人們發現,經過1906年地震之後,由於斷層位置的移動,原本平直地橫過斷層的地線,現在變得彎曲了。

這一發現成了一項具有劃時代意義的理論——彈性回躍理論——的基礎。這一理論是由約翰霍普金斯大學的H.F. Reid教授提出的,他本人也是Lawson的委員會的成員。Reid教授的理論進一步擴展了以前由美國國家地質調查局的G.K. Gilbert提出的地震進程觀點。Gilbert也供職於Lawson委員會。

卡斯卡迪亞地震地震后

Reid教授的理論實際上成為我們關於地震的現代觀點的基礎。Reid教授的理論描述了地殼是怎樣在地下板塊的運動過程中,逐漸、然而充滿彈性地發生扭曲,這種扭曲過程要持續到它快速跨越一個斷層之後,釋放幾年來所積累的張力,重新恢復之前的狀態為止。
這個過程會產生地震波,而地震波會引起搖晃。在1906年或者Reid教授提出他的理論之前,這個關於地震的基本機制的觀念——即,斷層引發地震,而地震並不會導致斷層——還不被人理解,也沒有人想到用它來解釋聖安德烈斯斷層的活動。

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從1906年到現在——更先進的地震監測技術使人們更深刻地了解地震,並且,減輕了地震引起的災害
自從1906年以來,美國開展了多項卓有成效的地震研究計劃。今天,在加利福尼亞州,地震測量儀對超過1000個位點的震動強度進行著監控。
通過測地學儀器和反覆地跟蹤調查,整個加州與地殼的壓力和扭曲有關的地表運動都被詳細記錄下來,相關數據被輸入到計算機中進行處理。
根據這些觀測,科學家們繪製出一幅關於聖安德烈斯斷層的數百個斷層的位置和活動性的詳圖。

人們對於更有可能引發強烈地震的斷層、未來發生地震的概率以及地震的強度的理解得到進一步深化和精確化。依靠著這些知識,人們繪製了一幅將來發生地震的位置和強度的示意圖,這張示意圖對區域劃分和土地的使用有著指導性意義,學校、醫院、家庭建築和核能企業的建造都應避開可能受波及的危險位點。
同樣的,工程師也可以根據這張示意圖,提出建築物和橋樑的抗震建築標準。關於地震的研究還有助於保險公司合理編製地震保險的條款,而地震保險可以使企業和個人在遭受地震災害時得到一定的經濟補償。

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卡斯卡迪亞地震 -地震預測

布萊恩·謝羅德(Brian Sherrod),USGS的一位地質學家,在史密斯索尼安雜誌(SMITHSONIAN MAGAZINE)的3月份報道里說:「我們每過幾個月就發現一些新的危險地帶。」通過研究過去發生過的地震,研究人員確信美國中西部,加拿大東部和澳洲與德國等從前有過地質隆起的地區似乎不適宜人居住。
通過研究更久遠的歷史記錄,地質學家在看似不可能的地區發現了發生地震的潛在危險。如新罕布希爾中部(Central New Hampshire)曾感受到大規模地震。此外,田納西、阿肯色、伊利諾,甚至紐約曼頓的某些部分都在地質斷層範圍內。

卡斯卡迪亞地震卡斯卡迪亞地震

同發現的新危險地帶相比,美國太平洋沿岸的西北部仍然是最容易受到地震傷害的。因為它的位置與大陸板塊上和太平洋板塊的交界處(離岸30到90英里)太近了,所以成為危險地區。這兩個板塊間的邊界,從英屬哥倫比亞(British Columbia)到北加州,綿延700英里,被稱為卡斯卡迪亞地層潛沒帶(Cascadia subduction zone.)

自從公元1700年的大海嘯至今,300年來的地質變動一直在積累新的壓力。一項最近的研究估計美國西岸的1千萬人口將受到卡斯卡迪亞地層潛沒帶(Cascadia subduction zone.)地震的威脅。和當年同樣強度的地震如果發生在今天,將會損毀200座公路橋樑,使太平洋岸的港口數個月無法營運,並且產生足以令西雅圖(Seattle)與波特蘭(Portland)市的高樓與長橋樑倒塌。

一旦地震發生,無論從哪個角度看,西雅圖(Seattle)都是世界上最不利的地方之一。城市的一部分坐落於由不結實的沉積岩形成的軟質盆地之上,在地震時會非常不穩定。尤有甚者,這個城市的港口坐落在淤泥形成的淺灘上,地震時土地可能會液化。USGS的地質學家雷·威爾斯(Ray Wells)說:「我的同事和我形容這個地區是地質學上的高危險區域。」

除了太平洋岸西北部,美國政府還在還包括日本,俄羅斯,智利與阿拉斯加等地建立了太平洋監測站,以組成一個警告系統,從已知的危險地點搜集早期警訊。這一警告系統被設計為可在幾分鐘內將警告傳遍環太平洋的國家。太西洋區和印度洋區也計劃成立類似的警告網路。

卡斯卡迪亞地震 -未來的挑戰

目前還有很多與地震有關的重要問題還沒有得到解決。這其中,人們最想知道的問題恐怕是,下一次將導致生命財產損失的地震將在哪個確定的時間裡發生?現在,還沒有辦法更準確地回答這個問題,而是只能給出一個概率數字(從長遠的眼光看)。但是,如果考慮到,科學家已經很好地回答了下面的這些重要問題時,可能會有另外的想法。
強地震將在什麼位置發生?
發生概率有多大?
地震強度是多少?
地震中我們的建築物會是有什麼樣的表現?
科學家應該避免在什麼地點建設重要建築?
科學家應該怎樣來設計抗震結構?
如果仔細思考這些問題,並且也意識到,科學家已經從1906年的地震中學會了這麼多東西之後,應該要承認,已經取得了很多成就。在最現實的意義上,由於Pardee州長的遠見卓識和Lawson教授和Reid 教授、Gilbert教授的洞察力和高超智慧,現代人的處境已經很不錯了。

 

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