千岛海沟的地震活动与潜在威胁简介

地质背景

 

千岛海沟」,又名「千岛—勘察加海沟」,位处于西北太平洋,太平洋板块在这裡以每年75至90毫米的速度隐没至鄂霍次克海板块(属于北美板块的一部份)之下,形成这条微弯的隐没带。

它的东北侧从连接着阿留申海沟的俄罗斯勘察加半岛科曼多尔群岛,沿着千岛群岛南岸往西南方向延伸,一直到日本北海道东南沿岸接壤日本海沟,总长度达2900公里。其海沟的水深大部份达7000米以上,最深的地方则达9500米以上。

在千岛群岛南部,这种以斜角形式进行的隐没作用造成岛弧除了会發生普通的逆冲断层地震(例:1995年千岛群岛地震)之外,还有一些平行于海沟线的横移型地震(例:1994年千岛群岛地震)。同时,因为千岛海沟南面部份的斜角隐没作用,它的最西南端与日本海沟的最东北端發生碰撞,造成日向山脉的隆起,以及北海道一些西北—东南向的地震。

始自北纬44度,普通的俯冲主导了其隐没形式清晰展现了一个深度延伸到650公里的「和达—班尼奥夫带」;另外,隐没的角度也从南部的55度减少至北部的35度。

 

地震活动小汇总

 

身为环太平洋火山带的一员,千岛海沟的地震活动非常活跃。根据美国地质勘探局的资料,千岛海沟自1900年有纪录起發生超过10次震级超过8.0的巨大地震、90次以上震级超过7.0的大地震,在其中亦有深层地震。

当中最强的一次地震發生于北京时间1952年11月5日,震源在勘察加半岛东部外海,深度约22公里,矩震级达到Mw 9.0,是自1900年以来观测史上第五强的地震。地震后产生的海啸横扫了震中附近的沿岸,另一头就横跨太平洋先后到达夏威夷群岛、阿拉斯加州、加州等沿岸。

另外值得一提的是,千岛海沟也在2013年5月24日發生了观测史上最强的深源的地震,震级为Mw 8.3,震源位于鄂霍次克海,深度接近600公里。这场地震因为其深度,即使远至日本北海道、鹿儿岛也分别能录得震度3、震度1的摇晃;更远的中国重庆录得烈度Ⅳ度、哈萨克阿特劳录得烈度Ⅴ度、甚至连俄罗斯国土另一端的莫斯科也有Ⅲ度的烈度。

 

各区块的历史活动与潜在威胁

 

千岛海沟最北端勘察加半岛的部份,除了1952年的超巨大地震外,公元1737年亦發生了一个规模同等或以上的超巨大地震(推估震级Mw 9.0 ~ 9.3)。另外根据海啸堆积物的调查,在距今7000年内总共有50个大海啸的痕迹。

 

千岛海沟南端的部份,根据日本的「地震调查研究推进本部」(下称地震本部)的研究,又将其分成以下几种孕震的模型……

  • 十胜外海地震
  • 根室外海地震
  • 色丹岛与択捉岛外海地震
  • 十胜至捉捉岛的海沟轴地震
  • 隐没板块内的浅层地震
  • 隐没板块内的深层地震
  • 连动型地震

 

十胜外海地震,被定义为北海道十胜地方外海的板块边界型地震,最新模型提供的潜在震级为Mw 8.0 ~ 8.6。自1839年起总共發生过三次,分别在1843年、1952年、2003年,从三个活动推算出平均周期为80年左右,未来30年的發生机率大约7%。

 

根室外海地震,被定义为北海道根室地方外海的板块边界型地震,最新模型提供的潜在震级为Mw 7.8 ~ 8.5。自1839年起总共發生过三次,分别在1843年、1894年、1973年,从三个活动推算出平均周期为65年左右,未来30年的發生机率大约70%。

 

色丹岛与択捉岛外海地震,因为历史活动的震源域不确定性比较大,因此地震本部囊括了色丹岛外海和択捉岛外海两者的板块边界型地震,最新模型提供的潜在震级为Mw 7.7 ~ 8.5。自1839年起总共發生过五次,分别在1893年、1918年、1963年、1969年、1995年,未来30年的發生机率大约60%。

 

另外,这三个区块亦可以發生比较小的地震,潜在震级介乎7.0至7.5之间。这种震级小一圈的地震活动当然活动间隔亦比较短,无论在十胜.根室外海区块、还是色丹.択捉外海区块,自从1976年起均發生过三次,计算出未来30年發生概率分别是80%和90%。

 

十胜至捉捉岛的海沟轴地震的活动预测,是根据邻近的日本海沟有类似的海啸地震活动,从而推断千岛海沟亦有其潜在风险,最新模型提供的潜在震级为Mt 8.0左右。

 

隐没板块内的地震亦分成较浅层(深度50公里左右)和较深层的地震(深度100公里左右)来进行活动预测。

较浅层的板块内地震自1839年起發生过两次,潜在的最大震级可达到Mw 8.4,未来30年發生机率30%;

较深层的板块内地震自1900年起發生过三次,潜在的最大震级可达到Mw 7.8,未来30年發生机率50%。

 

连动型地震泛指由十胜外海到択捉岛外海之间的多个断层区块进行连动破裂,根据不同的破裂形式、涉及的震源域范围和断层滑动量可计算出不同的潜在震级,介乎在Mw 8.8 ~ 9.3之间。透过从海啸堆积物进行年代分析,这样特别巨大的海啸在6500年內共發生过十八次,在五世纪、九世纪、十三世纪、十七世纪均有發生,平均活动周期是340~380年左右。

其中十七世纪的最后一次活动有可能是来自「1611年庆长三陆地震」,由于已距今400年有馀,被认为是具迫切性的一种潜在威胁。

台湾地区实行新震度分级制度

何谓震度

震度,就是一场地震在某一个地点下所感受到的震感或者摇晃程度,在台湾地区和日本以外使用汉字的国家或地区则是使用「烈度」这个词语。

如果将地震比喻为发亮的灯泡的话,描述地震强度所使用的「震级/规模(Magnitude)」就像是输入到灯泡的能量,而描述一地震感所使用的「震度/烈度(Intensity)」则是一个人站在某一个位置下所能看到灯泡的亮度。从以上的比喻可以理解,一场地震大抵上只会有一个震级的数值(※注),但是震度或烈度则会随着地点与震源的距离、所在地的地质条件等有不同的数值。

※注:震级可能因为机构所使用的大数据或计算方式不同而得出不尽相同的结果,但总体上相差不会太大。

 

台湾地区目前的震度制度

台湾地区最初是沿用日本1936年至1948年时所使用的震度分级,这一版本共分成八个等级,由「震度0级」至「震度6级」,使用最大地动加速度(PGA,单位为gal)作为直接换算。

不过1999年9月21日发生了集集大地震,政府在震后发现「震度6级」的范围太广,不利于快速研判灾害状况以派遣救灾部队,因此气象局当时设400 gal为其上限,并新增「震度7级」,从2000年8月开始使用至今。

 

新的问题

由于目前的方法是利用地震波形裡面最大的地动加速度直接换算成震度,意味着即使其加速度只维持了一瞬间,不足以对建筑物产生严重的损害都能达到获得很高的震度评价,如此情况反而造成一些灾情上的误判,继而浪费了宝贵的救灾力量。

其次是目前的震度5(80 – 250 gal)和震度6(250 – 400 gal)的范围仍然很广,使政府无法在这个范围内研判哪些地方比较严重。这一点,日本在1995年坂神大地震后也曾面对过这个问题,并于1996年对震度阶级实行了改革。

 

改革点

有见及此,台湾方面在分级方面参考了日本于1996年实施的震度阶级改革,于本年(2019年)决定在「震度5」和「震度6」这两个等级中细分为「震度5弱」「震度5强」「震度6弱」「震度6强」,以解决其范围太广的问题。

 

另外,从「震度5弱」开始不再以最大地动加速度作为单一标准,转为使用地动速度PGV)作为主要的标准来判定等级,希望新的制度能更贴近实际的灾情,便于分配救灾力量。

 

与日本震度阶级的分别

虽然表面上新版本的分级与日本一样,但是在计算出震度的方式则是不同的,日本则是理解到同一个加速度于不同的持续时间下对于建筑的损伤有轻重之分,所以计算震度时是同时利用地震持续时间加速度这两个元素。

历史上的今天:1923年大正关东地震(9月1日)下.震害

止不住的大型余震

主震过后三分钟(12时01分),东京湾北部发生M7.2的大地震(日本气象厅的资料则显示当刻发生的地震位于伊豆大岛的M6.5);再两分钟后(12时03分),神奈川、山梨、静冈三县县境附近(日本气象厅的资料则记载为相模湾发生M7.3的大地震;及后的五个小时内,又先后发生八次介乎于M6.1至M6.8的强震

主震翌日(11时46分),千叶县东南近海发生M7.3的大型余震美国地质调查所则表示地震强度达M7.8)。

不停发生的强震大震,无疑是对半倒成危楼的建筑给予重击,同时为被压在瓦砾下的伤者带来更严重的伤害,甚至产生更多的遇难者。

 

地壳变动

隐没时被菲律宾板块压迫的北米板块在经过巨大地震的能量释放后往东南方向回弹,因此关东一带不同地方的地表因为回弹的关係造成隆起或沉降现象,隆起现象比较显着的是三浦半岛、房总半岛南部、相模湾北岸,最大的隆起幅度经检测达1.8米;而其余部份则是发生沉降现象,最大接近0.4米。而受沉降现象影响,丹沢地区发生土石流。

一辆经过神奈川县小田原市根府川车站的列车不幸被土石流波及而捲入海中,造成超过一百人死亡。

 

到处肆虐的火龙

如前述,地震发生一刻正值午饭时间,当时发生超过百起火灾,这包括大学、研究所等因化学药品棚倒坏而造成的火灾源头。大大小小的火灾因为颱风环流(当时中心在能登半岛附近)带来的强风而变得更激烈,甚至演化成多起类似龙捲风的火灾旋风到处肆虐。

其中最着名的重灾区——陆军本所被服厂迹地(即现时的东京都墨田区横网町公园),佔地相当于东京大巨蛋1.5倍大小的平地,虽然挤满了四万名倖存于激震的避难者,但是他们并没有逃过火灾旋风,绝大多数都不幸遇难,甚至有在那裡遇难的平民被吹至15公里外的千叶县市川市。

大规模的火灾一直到震灾第三日的9月3日10时才宣告熄灭,但旧东京市有百分之43的建筑被烧至灰烬,当中除了普通房屋,还包括政府建筑、学校、文物,在9月2日凌晨时份于东京录得46.4度的异常高温可说明当时火灾的激烈程度。根据报告,当时被火灾烧倒的建筑合计超过21.2万栋,其中光是东京都就已佔了17.6万栋。

在十万余名遇难者之中,有91,781人是死于火灾,佔了接近九成。

 

海啸

由于震源域涉及海域,而且此地震的震源机构有逆断层的成份,因而发生了海啸马上侵袭关东沿岸地带。静冈县热海市在地震后5至6分钟受第一波袭击,再5至6分钟后的第二波录得7米至8米的海啸,部份地区更录得12米的海啸;神奈川县的鎌仓市同样是第二波最大,录得5米至6米的海啸;位于千叶县南房总半岛馆山市的相浜录得9.3米的海啸。

但总体来说规模比起1703年发生的元禄地震(前一次的相模海槽巨大地震)为小,海啸波减衰的速度也较快。

 

谣言带来的灾害

震后的首都圈溷乱情况严重,当时发生多起针对朝鲜人的造谣事件并迅速扩散,有民众、军、警等被煽动到街上向朝鲜人施以暴行或杀害,这当中甚至有中国人、日本人被当成朝鲜人而受袭而死。至于受谣言而遇难的总数则没有定论,由数百(日方的数字)至数千(韩方的数字)不等。

 

史上最严重的震灾

本次震灾受灾人数超过190万人,遇难者总数最初被定为14万余人,一直以官方数字沿用至2004年,经过学者的调查认为这数字可能有重复的成份,到2006年才修订为10万5385人,但这数字仍然是日本史上最严重的地震灾害。其中91,781人因火灾而死,佔了总数差不多九成;被压死的则有11,086人,为总数的一成多一点。

 

防灾的教训

本次大震灾过后,耐震耐燃的建筑开始受到广泛的关注。翌年,日本修订了法例设立了最初步的建筑耐震基准;另一方面,建筑家有鑑于非常显着火灾遇难数字,提出了整顿土地的意见,将易燃的建筑群以宽阔的道路或公园分隔开、配置难以燃烧的建筑达至「不燃化」的效果,及后此意见透过復兴计划被实现。

铁道省亦汲收教训,开始研究将易燃的木造列车更换成钢造的列车,后来1926年发生的「山阳本线特急列车脱线事故」成为最后的推手,促使铁道省于1927年正式全面使用钢製列车作电车车厢。

1960年,日本内阁正式制定每年的9月1日为「防灾之日」,希望日本国民不要忘记灾害带来的教训。在当週除了恆有的全国性的防灾训练,还会表彰积极推广防灾思想的个人或团体。在设立「防灾之日」前,9月1日主要举行关东大地震的慰灵祭。

历史上的今天:1923年大正关东地震(9月1日)上.震述

板块介绍

日本关东南部(泛指东京都、千叶县、神奈川县、埼玉县、茨城县、群马县,下称南关东)在板块构造非常複杂,最接近地表的是北美板块,然后菲律宾板块以每年3厘米的速度隐没到北美板块之下,两者交接在相模湾的地方形成长250公里的相模海槽(*延伸阅读1);接着太平洋板块则以每年5至8厘米的速度分别隐没到菲律宾板块和北美板块之下,两者交接的地方成为日本海沟。

另外,关东南部一都五县的地表下亦有多条活断层,因此这个人口密集的首都圈地震活动非常频繁。

 

*延伸阅读一: 另外,在相模海槽的西侧尽头,菲律宾板块则是以每年6厘米的速度隐没到欧亚板块,在交接处形成了长700公里的南海海槽。

 

十八年前被敲响的警钟

地震学家今村明恒在「震灾予防调查会」中透过历史地震的纪录导出「南关东直下地震」的发生周期,于1905年投稿杂誌提出预警「东京五十年内可能发生大地震」,并分享有关如何减轻地震带来的生命和财产损失。但此稿文不但引起社会哗然,更招来上司,同样是地震学家的大森房吉勐烈的评击和中伤。

当时,谁也没有想到十八年之后,这个预警却成为残酷的现实。

 

燥动不安的关东

1915年11月,东京发生18次有感地震,虽然之后就回归沉静,但是其中的压力并没有丝毫减退。当时今村明恆和大森房吉正因为「关东大地震」(前述)发生论争。


1921年,茨城县南部发生M7.0的大地震;1922年,浦贺水道(三浦半岛和房总半岛之间的海峡)发生M6.8的地震,地震死伤者25人;震前两、三个月(1923年5月至6月)间茨城县东方发生群发地震200~300回。蠢蠢欲动的南关东似乎偷偷地说着压力的积累已达界限。

根据当时留下来的天气图,一个颱风于1923年8月31日登陆九州西部,其后继续走东北或东北东向进入日本海,为南关东地区带来强风。

 

命运之时刻

1923年9月1日11时58分,正值是准备午饭的时间。地表下积累的压力终于抵受不住开始滑动,但当时地震观测并不先进,震中和震源深度亦未有定论,甚至从不同学者的震感体验中得出本次地震多于一个震中,但可基本分为相模湾、神奈川县西部或山梨县东部三种学说;震源深度皆推定在25公里以下。

震源域方面,根据金森博雄的断层研究,震源域北至现在的川崎市、南至馆山市,向东延伸至房总半岛的一个长130公里、阔70公里的面积,平均滑动量2.1米,从这样的参数可计算出地震的规模为Mw 7.9;其他的学者则得出Mw 8.0~8.2。

中央防灾会议的「首都直下地震震源模型检讨会」提供的震源模型为Mw 8.2,并认为这个模型能够重现当时的地壳变动现象和海啸。美国地质调查所对本次地震震中定位为神奈川县西部,地震规模为M 8.1,震源深度15公里

 

本次巨大地震在东京、千叶、琦玉、神奈川、山梨录得震度6(当时最高震度为6;栃木、静冈、长野、京都录得震度5;最远至四国地方、中国地方(指日本西部的地区)、北海道也能录得震度1。后来学者从受灾状况重新审视,认为小田原市、相模湾的沿岸、房总半岛南部、东京湾达到目前标准的震度7

中国已成立第二支国家级专业重型救援队

据悉,中国第二支国家级专业重型救援队——“中国救援队”已于近期组建并投入国际救援任务。

2018年10月9日,公安消防部队移交应急管理部。10月18日,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《组建国家综合性消防救援队伍框架方案》,决定组建中国消防救援队。改革后,由北京市消防救援总队、应急总医院抽调力量,调整组建“中国救援队”,作为第二支国家级专业重型救援队,由中国地震应急搜救中心提供保障支持,并即将接受联合国重型救援队测评。

2018年10月29日至31日,中国国际救援队和北京市消防救援总队相关人员组织开展了首次自评估演练。2019年1月14日,中国国际救援队(CHN-1队)与新组建的中国救援队(CHN-2队)在北京接受重型救援测评能力提升培训。

3月24日,由于非洲东南部受气旋伊代袭击,应莫桑比克政府请求,中国政府派遣中国救援队赴莫桑比克灾区实施国际救援。此次救援行动是应急管理部组建后首次派出中国救援队赴境外开展国际救援。截至3月29日,中国救援队共为灾区转运伤员6名,发放饮用水2320升、食品7800份,捐赠帐篷3顶、冲锋舟1艘,巡诊2866人,发放药品2300份,现场消杀14.9万平方米。4月4日,赴莫桑比克开展国际救援的中国救援队65名队员结束任务,乘中国南航包机回国。

历史上的今天:2016年熊本地震(4月16日)

本章节主要讲述16日的本震及其震害。

 

第二次的震度7(4月16日1时25分)

在4月14日的激震28小时后,熊本县于4月16日凌晨1时25分(即北京时间0时25分)再一次受到激震侵袭。本次的地震震央在首次地震的西北偏西方4.5公里处,日本气象厅在检测到地震后3.9秒即九州七个县发出紧急地震速度警报,再在4.7秒(即检测地震8.6秒)后对山口、高知、爱媛、广岛和岛根发出警报。

在速报阶段,气象厅对外发表地震震级为Mj(日本气象厅震级)7.1,震源深度为10公里,最大震度于熊本县熊本地方录得6强;在约二个小时后将本震震级上调至Mj 7.3,震源深度12公里;另外,根据美国地质勘探局的数据,这次地震的矩震级为Mw 7.0,最大烈度为Ⅸ度

单比较日本气象厅震级,本次熊本地震的强度与1995坂神大地震相同;若比较矩震级,本次地震强度则比较强。

4月16日主震
震度圖

后来,于4月20日根据现场调查所得,熊本县益城町和西原村分别录得计测震度6.7和6.6,皆达到震度7。这是日本观测史上第五次录得震度7、但是在同一地区内连续遭受两次震度7的激震则是首例,其中于益城町的震度计录得计测震度6.7,到截稿前仍然是目前观测史上最大的一次。另外,防灾科学技术研究所于益城设置的震度计录得最大加速度(三方向合成值)1362 gal,其站点的计测震度则为6.5,亦达到震度7。

本次地震有感范围比起4月14日以及4月15日的两场地震都要大,九州地区整体录得震度5弱至5强程度、大分县录得震度6弱(后述)、四国地区整体录得震度4至5弱、本州较接近九州地区的县震度4,远至大坂府亦录得震度3。

前述大分县录得震度6弱的原因,可能有部份是源自本震30秒后发生的大分县中部地震,推定震级为M5.7,震源深度12公里。

除此之外,熊本县熊本地方在本系列的地震中录得长周期地震动阶级4,是设立这个阶级以来首次;但回顾以前的强震,2004年的新潟中越地震和2011年的东北地方太平洋冲地震都曾达到相当于阶级4的长周期地震动。

 

建筑损失

根据日本消防厅提供的数据,截至2018年4月13日,全坏的住宅达8673栋、半坏34726栋、部份损毁达16万2479栋、床上浸水114栋、床下浸水が156栋。另外,公共建物有439栋受损。

受损的住屋主要集中在1981年以前建造的木造住屋,九州因为对抗颱风有不少住宅使用厚重瓦片,对激震的抗性则很弱。另一方面,观测到两次震度7的益城町亦有2000年以后才建造,耐震基准被强化的住宅因地震而全坏的例子,其耐震基准虽然要求在震度6强至7的激震中不会倒壊,但却没有预想会在短时间内遭受多于一次的激震。

文化财产或史迹方面亦在地震中受损,其中熊本县的旅游热点、国家特别史迹的「熊本城」因4月14日的前震而造成石垣倒坏,而在16日的本震中东十八间橹・北十八间橹更随着石垣一同倒坏,压毁旁边熊本大神宫的社务所;拥有超过2300年历史的「阿苏神社」,楼门及拜殿亦在地震中倒坏;1871年筑成的「熊本洋学校教师馆Janes邸」于14日的前震有部份牆壁倒坏,但在16日的本震中完全倒坏;大分县的史迹「永山城迹」的石垣亦因烈震倒塌。

 

人命损失

本次地震造成的直接死亡约为50人左右,其中有37人被倒坏的家具或建筑残骸压死,另外10人是土砂灾害而死。从分佈上看,死者多是集中在益城町、布田川・日奈久断层帯以及周边的河川,熊本大学的涉谷秀敏教授认为这是因为震波于盆地地形被放大增幅,较易造成各种的二次灾害,如:建筑倒坏、山崩等。

除了直接死亡的案例之外,还有210人以上被分类为震灾关连死亡。震灾关连死亡包括长期在车厢之类的狭窄地方进行避难,而患上被称为「经济舱症候群」的静脉血栓塞栓症;亦有因为避难场所的环境恶劣,造成病情恶化或心理压力大增的例子。

 

参考资料:

历史上的今天:2011年东日本大震灾(3月11日)教训

本章节主要讲述地震导致的损失,以及从地震中学到教训。

人命损失

根据日本警察厅于2018年3月10日提供的资料,此次震灾的死亡及失踪人数达到18434人,是战后首次有超过万人死亡的自然灾害;以明治时代(1868年)开始算的话亦排行第三,仅次于明治三陆地震(1896年)。

今次的死亡人数主要集中在受海啸冲击最严重的东北三县—岩手、宫城、福岛,分别佔了约5800人、约11000人和1800馀人;主要的死亡原因与1923年的关东大震灾(主因是火灾)和1995年发生的坂神淡路大震灾(主因是压死)均不同,佔了九成的死因是海啸溺死,压死和火灾为原因的死者只佔了百分之五多一点;死者的年龄层有接近一半是已经70岁或以上的年长者;

另外,因为避难所的卫生状况或者天气等,于避难后死亡(即所谓的「震灾关连死亡」)的案例亦非常多,根据日本復兴厅于2017年9末的资料,一共有额外3647人不幸死亡,且同样是集中在年长者。值得一看的是福岛县的震灾关连死亡数字有2200馀人,比震灾直接死亡的数字要多,其中一个重要的原因是福岛第一核电站的事故,因此而死的有约1400人。

建筑损毁及经济损失

日本警察厅于2018年3月10日对外发佈的资料显示,建筑全坏12万1776户、半坏28万923户、全或半烧毁297户、床上浸水(即浸水高度超过半米)1628户、床下浸水(即浸水高度未满半米)10076户、一部份破损达到72万6574户之多。这些建筑损伤亦同样集中在重灾区岩手、宫城、福岛三县,其中在全坏、半坏建筑的数量佔了超过九成

这次地震虽然并非发生于旅游旺区的都市圈,但地震规模之大,以及因为地震海啸而衍生的次生灾害使很多基建损毁一度无法正常使用。不将福岛第一核电站事故的额外损失计算在内,日本政府评估这次震灾的直接经济损失达到16至25兆(兆即万亿)日圆;而世界银行的估计则约19兆日圆。不但成为日本有史以来最严重,亦是全世界中造成最严重经济损失的地震。

而福岛第一核电站的后续处理费用,日本经济研究中心表示,十年内需要再额外花费20兆日圆。而且作为核电替代品,日本每年亦要向国外购买大量的石油或液化天然气等。

重新审视地震的长期评价

以往政府对于东北地区海沟型地震的灾害预想都并没有考虑到複数震源域连动的情况,以今次震灾为契机,日本政府和地震调查委员会对海沟型地震进行重新审视,希望将「预想外」的机率减至最低。这包括切迫性比较高的南海海槽,最坏的构想亦由震前的M8.6~8.7程度一口气提升至M9.1,这令以往县政府、地方政府一直执行的避难方针,特别是对海啸,亦需要进行较大规模的变更。

另外,某些历史海沟型地震的规模亦被重新审视,文献纪载中地震震感、海啸高度、浸水面积特别高的一些地震,例如白凤地震(684年)、贞观地震(869年)、庆长三陆地震(1611年)、宝永地震(1707年)都被认为震级可能达到M 9.0或以上。

海啸警报的改善

超巨大地震的发生由于涉及长达几分钟的断层破坏,以容易在M 8.0程度饱和的气象厅震级进行第一波海啸高度估算容易产生低估的情况,进而影响居民的避难率。气象厅对海啸警报执行了两项重大的改变,其中最重要的是当地震震级初步判定超过M8.0的时候,并不会使用预想高度进行警告,而是使用「巨大」、「」这两个较概括的形容,以催促沿岸居民儘快避难;当得出较精准震级的时候,才会提供预想高度。

另外,预想高度的阶级比以往减少至五个级别,分别是「1米(海啸注意报)」、「3米(海啸警报)」、「5米(大海啸警报)」、「10米(大海啸警报)」和「10米以上(大海啸警报)」。每一级的预想高度皆使用范围中最大值,例如:当预测海啸高度在1米至3米之间,则会发出3米的警报。

同时,实际观测海啸波高的时候,当观测到比较微弱的波高时,会根据该地区的警报状况,避免提供其实际数字以防止居民降低戒心而延迟避难。例如,当地区正发佈「大海啸警报」时,监测到未满1米的海啸皆会表示「观测中」;发佈「海啸警报」时,则是将未满0.2米的海啸观测值表示为「观测中」。

历史上的今天:2011年东日本大震灾(3月11日)震述

本文主要講述地震的發生、巨大地震構造、前震及餘震活動。

主震简述

主震发生于日本时间3月11日14时46分18.1秒(北京时间14时46分18.1秒),震源是牡鹿半岛东南偏东130公里的海底,震源深度约为24公里。从震源机构解分析,这是属于一次逆断层型的地震。

连动型地震

本次的地震跟以往的三陆近海地震不同的是,今次由宫城县外海(三陆近海)为震源开始滑动,触发再外侧的一个沉睡以久的巨大震源域发生巨大的滑动,此后再向南扩展到茨城县外海为止,触发至少四个已知的震源域,其涉及的总面积为500公里长,200公里阔,其巨大震源域的滑动量相当大,最多更达到62米,这比起以往的超巨大地震(如2004年印尼苏门答腊地震)更严重。

也因为这样断层破坏持续数分钟的超巨大地震,日本气象厅当时测出来的气象厅震级到Mj 7.9开始出现饱和现象,后来经过多次向上修正。首先于16时修正为Mj 8.4;但因为日本国内的广域地震计几乎全部破表,导致平常15分钟内就能算出来的矩震级要花上近一小时才能计算出Mw 8.8,并于17时30分对外发佈,在这时点已经是日本观测史上最强的地震;最后利用国外的波形数据等,于3月13日对外发佈Mw 9.0为本次地震的最终值。

美国地质勘探局(USGS)则最初发佈矩震级为Mw 8.8;地震发生34分钟后向上修正至Mw 8.9;发生6小时后已经修正至Mw 9.0,成为1900年以来第五个震级达到9或以上的地震;2016年11月7日经研究和复核后,将其主震震级再向上修正为Mw 9.1,与2004年印尼苏门答腊外海地震(USGS官方值并排世界第三强

极广范围的震感

因为本次主震震源域非常广阔,导致剧震区域亦变得相当广阔。同时,因为涉及多次带时间差的断层破坏,在不同的地方产生的S波传播需时,很多地方的地震波都呈现两三个或更多的地震峰值,且时间非常长,东日本全域的摇晃时间达6分钟,长周期的地震动更长达10分钟或以上。

宫城县的栗原市在这次地震录得震度7,是观测史上第三次,而在地震速报的阶段就对外发表震度7则是首次。东日本太平洋侧的县市(岩手、宫城、福岛、茨城、栃木、群马、琦玉、千叶)基本上震度达到6弱甚至6强;南关东(神奈川、东京都)、东海道地区(山梨、静冈)以及东日本日本海侧的县市(青森、秋田、新潟、长野)则达到震度5弱或5强;北海道以及再远一点的甲信越地区震度4;远至近畿地区(京都、大坂、奈良)都能录得震度3。

有感范围最远到鹿儿岛,亦有震度1。另外,根据气象厅的推估福岛县磐城市可能达到震度7;防灾科学技术研究所于栃木县芳贺町录到震度7(计测震度值6.51),可是前者只是推估而非实际的观测值;后者则因为不是气象厅用于发佈震度的对象震度计,因此未有被採纳。

前震活动

最为显着的前震活动是3月9日的一次Mj 7.3的地震,当时在宫城县录得最大震度5弱,并发出了海啸注意报,最后录得0.6米的海啸;其后于3月10日再发生一次Mj 6.8.最大震度4的地震,当时被认为是3月9日地震活动的最大馀震。

另外,由2月中旬开始到发生前这一个月的时间发生了两次慢滑动的事件,其中第一次由2月中旬持续到2月末,第二次就在3月9日的地震活动之后,这两次的慢滑动总共放出了相当于矩震级Mw 7.1地震的能量,研究表示这些慢滑动促成了今次的超巨大地震。

北海道大学教授日置幸介利用GPS的连续观测网GEONET进行调查,发现震源域的上空电离层在震前40分钟发生电子密度增大的情况,这在1994年北海道东方近海地震和2010年智利地震皆有发生同样的情况,这有可能成为一种可以超短期内预知巨大地震发生的手法。

馀震活动

馀震非常活跃,即便是主震过后的一小时内,就已经发生3次震级达到Mj 7.0以上的大型馀震,其中于日本时间15时15分发生的茨城县外海地震,震级达到Mj 7.6(Mw 7.9),是至今以来的最大馀震;

另外,馀震的发生范围亦与主震的震源域一样广阔,整个三月裡,震级达到M5.0的馀震有479次、震度1以上的有感地震则超过3000次;日本气象厅在2018年3月10日发表的报告中,提及到由主震发生至2018年3月6日为止,一共有10次M7.0以上、127次M6以上、929次M5以上的馀震;震度4以上383次、震度1以上更达到13386次。以馀震的密度来说,就算放诸世界的巨大地震如2004年印尼苏门答腊地震和2010年智利地震亦无法与其比拟。

同时,本次地震亦诱发了好几场地震,这包括3月12日凌晨时份一连串的长野县北部地震(最大震度6强)以及3月15日的静冈县东部地震(最大震度6强),不少的地震专家表示这是因为主震过后,以东日本为中心发生了地壳变动和应力的变化,令到一些地震可能提早发生。

中国地震局举办第14期震苑大讲堂

据中国地震局消息,2019年3月7日,中国地震局举办了第14期震苑大讲堂。这次讲堂邀请了中国科学院院士侯增谦作专题讲座,应急管理部副部长、局党组书记、局长郑国光同志主持讲座。

据悉,侯增谦院士长期从事于金属成矿理论与资源勘查技术研究,创建了碰撞造山带成矿理论,构建了碰撞型斑岩铜矿、褶冲系铅锌矿、碳酸岩型稀土矿等成矿新模型。

在讲座中,侯增谦院士介绍了自然科学基委的情况,以及地球科学领域的前瞻布局。同时,他还分析了地球科学研究的三大瓶颈问题,系统地介绍了地球科学前沿与地球系统科学的现状和未来。

云南:高级工程师李道贵当选2018年科普中国十大科学传播人物

据中国地震局消息,2019年1月16日, 由中国科协和人民日报社主办的“典赞·2018科普中国”活动在人民日报社报告厅圆满落下帷幕。由中国地震局推荐,经主办方进行评选,来自云南省地震局的高级工程师李道贵当选2018年科普中国十大科学传播人物。

图片来自科普中国。

据介绍,李道贵近年来多次被云南省、市、县政府邀请讲课,多次与云南省科协、科技、教育、民宗局联合举办防震减灾培训,累计开展了500多场防震减灾科普讲座活动,直接服务50多万人,曾荣获云南省首届科学技术普及奖。李道贵主讲的公开课被云南网、云南省科普网、云南省电视台选用,播放量达到百万次。除了在省内活动外,李道贵还多次应邀到青海、吉林、浙江等地开展了减灾科普讲座、培训。