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下一個「汶川級別」的地震 離廣東有多遠

在十年前發生的汶川大地震,里氏震級達到8.0級,而烈度更是罕見地達到XI度(11度),比起1960年在智利發生的人類有地震儀測量設備以來最大的9.5級地震,汶川大地震的震級雖遠不及,但烈度甚至還超過後者1度。除了震中汶川受災嚴重,單單只有其西北更遠方向的北川、漢源、廣元等地又出現了第二個烈度極值中心,有著隔山打牛的意味。出現如此強烈烈度的原因除了有龍門山斷裂帶的獨特構造,以及川西、陝南高原峽谷地區的獨特地質特徵和恰恰建於危險地帶的城鎮村莊,也當然與不合格的建築抗震水平有關。

如上圖所示,汶川大地震的烈度分布呈向西北單一方向發散趨勢,並在其西北方向較遠處形成了第二個烈度達11級的破壞中心

再者,汶川大地震的斷層在地震發生時的近場加速度更是達到了40000 cm/s2以上,對應日本地震烈度分級的最強7級,其加速度規模及波及面積與2012年發生的日本3.11 9.0級大地震幾乎持平。受其地形構造影響,地震加速度的傳播在斷裂帶的前方後方差別較大,加速度在順高原下滑向西、北方向傳播地更為流暢。

如上圖所示,汶川大地震的峰值加速度PGA主要向西、北兩個方向(及斷裂前方)擴張。與此同時,其斷裂後方及前方的峰值加速度都逼近或超過了40000cm/m2,屬最強等級

汶川大地震的具體起因至今仍有爭議。不少國內外學者持有水庫引致地震的看法。首先,水庫地震是在全球範圍內很常見的人為因素引致地震的禍首。美國胡佛水庫在蓄水至100米過程中發生了100次與其相關的具有一定規模的有感地震,印度的科依納水庫也曾在孟買郊區引發6.5級地震。從理論上來看,水庫引發的地震源起水庫本身建造結構、蓄水程度、管理模式等方面,在一定程度下,其可引發的地震規模可上不封頂,但從歷史數據來看,歷史上還從未記錄過里氏規模超過7級的水庫型地震。

如上圖所示,歷史上

被承認且有記載的全球發生的純水庫性地震排名

有學者認為,汶川地震的起源至少有一部分源自距離震央不遠的紫坪鋪水庫,因其在地震發生前曾被證實引發水磨、深溪溝和都江堰震群,並與水庫水位變化密切相關,使得該區域地震應變能釋放;除此之外,大地震的斷層走向及位置、利用P波對汶川主震時的精確位置和時間重新地位,都與該水庫相關的斷裂帶,及水磨震群原本所處的位置和發生時間幾乎完全吻合。與此同時2004年發生的印尼大地震也使得兩大板塊間斷裂帶的構造應力進一步增強,最終導致地震。

如上圖所示,汶川大地震的斷裂中心及餘震分布與貫穿水庫的相關斷裂帶有強烈正相關性

說到水庫地震,就不得不說1962年廣東新豐江水庫(萬綠湖)蓄水期間發生的6.1級強震,在上表中的純水庫地震全球排名中排在第二位。廣東到底離大地震有多遠?我們的威脅僅僅來自於河源的新豐江水庫么?首先,對於純粹的水庫地震,特別是規模不算特別大的水庫,應無法引起震級規模更高的地震,而新豐江水庫目前也已渡過建設期及蓄水期。儘管如此,每年廣東的半數有感地震還是被新豐江承包了,其震級普遍在3-4級。

新豐江水庫又名萬綠湖,或者千島湖,以其迤邐的風光吸引眾多遊客前往河源觀賞

除了新豐江水庫地震以外,100年前發生的汕頭南澳大地震是香港天文台有記錄以來記錄到的本地最大烈度地震。粵東、閩南、台灣都處於太平洋地震帶邊緣,在這樣的主地震帶附近區域,大地震是具有一定重現期的。對於粵東來說,除了100年前的7.3級大地震,幾百多年前明朝的南澳同樣發生過一次7級規模地震。因此,粵東地區的強震重現期可能在200年-300年左右。而聚焦點可能還輪不到粵東上來,如果把眼界稍微放寬,我們會發現危機實際上隱匿於南海之中。

1918南澳地震的烈度分布圖,其V-VI度(5-6度)以上的震度和破壞力波及到了深圳、香港、廣州等地

位於南海的馬尼拉海溝,是菲律賓板塊和太平洋板塊的生長邊界,根據衛星資料分析,每年兩板塊正以8.7公分每年的速度錯動,屬於非常活躍的斷層,而令人感到驚悚的是,歷史上菲律賓西部沒有大地震的記錄,近代監測也無8級以上的地震發生,這便說明,該段斷裂層的能量仍在不斷累積,其釋放周期也無律可循……而根據擁有相似活躍度的其他大型斷裂帶的地震重現周期,馬尼拉海溝發生規模8.5的地震的重現期為205年,而規模9.0級則為667年,去掉過去440年菲律賓當地及周邊記錄的歷史,眼下只剩兩百多年的時間來發生規模9.0的超級地震,而8.5級規模的地震理應發生過但卻仍未發生過。按照目前所監測到的每年8.7公分的速度,如若乘以440年,則錯動量已達到38米,而2004年的印尼地震海嘯的錯動量為20米,歷史排名第一的智利地震海嘯(9.5級)錯動量為40米……

馬尼拉海溝位置示意圖

是的,對於中國沿海來說的非近海海域發生的地震,其最大危害還不是劇烈的地動(如果地震發生的位置在海溝中偏南,廣東沿海部分地區的震感可能還真不會非常明顯),而是海嘯。根據對馬尼拉海溝海嘯的模擬影響和推算的最大錯動量區域,也就是最有可能發生海嘯之處,可以得到:在模擬海溝中段發生8級左右地震時,珠江口一帶海嘯浪高度可達4-5米。若發生在北段,粵東地區海嘯可超10米,而珠三角地區南岸部分地區也可達到7-8米以上。廣東未受到海島和其他前沿海岸線保護的半島如大鵬半島處於最大錯動帶正前方的粵東地區等特定地點首當其衝。在廣東東部沿海,還分布有許多個重要的核電站,其中深圳就佔據三所,在這些潛在危機面前,它所帶來的連帶影響到底能有多大?而根據南海小島上的鳥糞沉積物的分布,可以推測在一千年前左右的宋朝,南海曾發生大海嘯,有正史記載:熙寧九年十月,海陽、潮陽二縣海潮溢,壞廬舍;溺居民。"

對8級左右的發生在馬尼拉海溝北段地震的海嘯模擬圖,根據其錯動帶的分布,粵東及廣東中東部沿海將受到首要衝擊,平均浪高可在8米以上。

由於馬尼拉海溝和東南沿岸較為接近,且南海為一相對封閉區域,海嘯能量集中且不易外傳東南沿海大多數地區在地震發生過後十至數十分鐘之內就將可能受到海嘯波及,需要極快的反應速度。目前的廣東具有這樣的應急準備和反應速度嗎?自2008年汶川大地震以來,不少研究所已經在開發研究「地震預警」技術,但其預警機制仍是「和地震波賽跑」,是利用地震發生後先傳導到地面的危害性很小的縱波,分析到地震的發生並和即將到來的橫波做時間賽跑,最後達到數秒到數十秒的預警。然而這種技術會使得越靠近震中的位置越少有提前時間來做準備。即使地震無法很有效的提前預警,海嘯與主震發生之間仍有較大時間間隔可供民眾做出反應。但現今的預警和提示消息的渠道足夠暢通,足夠豐富么?作為廣東市民日常使用最多的微信,公眾號至今還未能實現實時發送預警提示的介面,服務號一個月四條,訂閱號一天只能一條,小程序也只能綁定在公眾號內部,傳播效率總體低下。而很多自然災害的發生是十分隨機、多變以及需要及時的信息更新的。對於手機簡訊,應使用日漸稀少,目前很多群眾已經選擇了「忽略」,而其實有很多短臨的決策信息和影響動態,普通市民也無法第一時間接收到,在過去如有大型天氣過程時,也只有在天氣過程發生前幾天收到一條很短的公告提示。與此同時,類似目前日本仍保留的居民區廣播系統現在也不復存在。假設地震確實發生,而一個人在運動或者在室內活動時,沒帶手機時,甚至是刷微信時,如若他沒有注意到手機上的一條屏幕上方出現幾秒鐘的,或者可能被一大堆消息淹沒的手機短消息,他能及時注意到危險的靠近嗎,他能及時得到正確的指引嗎?拋開災難發生後的種種,在可能的災害來臨前,我們有沒有足夠多的危機意識,有沒有認真對待平常防災減災演習時的規範操作和逃生路徑,亦或是自己掌握一些這樣的常識。不要忘記了,5.12號不僅僅是汶川地震十周年,也是國家規定的防災減災日,其所在的一周也是防災減災周。

上圖為近年香港天文台記錄到的本港有感地震。值得注意的還有2011年在深圳后海灣發生的有感地震,有學者指出與深圳南山、寶安片區的欠考慮的填海及土地利用有關。

而在災難真正來臨之前,誰都認為天地太平,誰都不知道下一刻自己是否做好了準備。願汶川地震的逝者安息的同時,也願面對下一個「汶川」級別的自然災害的我們不再有那麼多的悲痛和遺憾。

參考文獻:

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