书城自然海啸防范与自救
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第2章 认识海啸(2)

在这里,需要注意的是,一次海啸的发生过程中,关于本地海啸和遥海啸的分类并不是绝对的。比如,在2004年12月26日,印度尼西亚的苏门答腊岛附近海域发生的8.9级强烈地震,同时引发了巨大的海啸,地震的震中就是海啸波的发源地。海啸波从发源地到印度尼西亚受灾最严重的班达亚齐只用了几十分钟,对于印度尼西亚来说,这就是本地海啸;但是对于印度、斯里兰卡、马尔代夫、泰国、缅甸、马来西亚等国来说,海啸波传播需要好几个小时,就属于遥海啸了。

环境恶化加剧了海啸对人类的威胁

21世纪全球最恐怖的自然灾害是东南亚的海底地震引发的巨大海啸。这次海啸导致数万人丧生,更多的人无家可归。在人们感慨自然力量可怕的同时,科学家指出,环境的恶化加剧了海啸对人类的威胁。污染严重、全球变暖、珊瑚礁的破坏导致海岸缺乏抵御龙卷风和海啸的良性生态环境,沿岸的居民在灾害面前显得是那么脆弱、渺小、软弱无力。

布拉德·史密斯是国际“绿色和平”环保组织的官员,他曾说:“许多国家的海岸线都处于危险之中,一些亚洲沿海国家不断在海边修路、圈海养鱼、开垦农田和开发旅游业,导致沿海的天然屏障不断遭到破坏。”人类过度地开发海洋,沿海地区的天然屏障受到严重破坏,这些天然屏障包括沿海湿地中的树林和浅海中的珊瑚礁。湿地森林和珊瑚礁的消失,不能有效地减缓风浪对陆地的破坏力,也不能减缓海浪冲向海岸的速度和力量。

依赖于石化燃料的现代工业,不断向大气层排放温室气体,导致了全球变暖。全球变暖是环境恶化最直接的原因,那么全球变暖有哪些危害呢?在陆地上,它可以引发气候灾害,在沿海地区,它的威胁也非常明显。

第一,全球变暖导致两级冰层逐渐融化,海平面不断上升,海水不断侵蚀海岸。

第二,海洋大风暴产生的一个重要原因就是全球变暖。调查结果表明,20世纪中,全球海平面平均上升了10~20厘米;在2004年的印度洋海啸中,如果海平面还能保持19世纪那样的高度,那么东南亚的损失将会减少很多。

理查德·克莱因是德国波茨坦气候变化研究所的研究人员,他认为,通常情况下,自然灾害对贫穷国家的破坏会更大些。这是因为,发达国家能为在沿海地区建设更坚固、更高的堤坝来对抗风浪,例如荷兰,它就可以做到这一点。而一些发展中国家却很难做到这一点。理查德·克莱因建议一些发展中国家除了要重视建设海岸屏障外,还要开发更好的龙卷风、海啸等海洋灾害的预警系统。这样,人们就可以在海啸来临前获得确切的警报信息,就会大大减少人员伤亡。对于一些比较小的岛国来说,更大的危险不是会沉没在海洋中,而是海啸卷入的海水会污染淡水水库,他们又无力购买昂贵的海水净化设备,居民没有水喝成了一个严重的问题。对于东南亚遇灾国家来说,海啸之后重建家园遇到了重重困难。

还有一方面也许在现代科技面前还只是一个预言,但是,它却不是没有根据的预言,全球气候变暖,很可能导致地壳沿太平洋海岸线断裂。那么环太平洋就会发生更多更强烈的海啸和地震!

新的计算结果表明,到2100年,就全球来看,海平面还会上升9~88厘米。对于我们来说,这意味着什么?恐怕可能远远不只是陆地萎缩、海岛被淹没那么简单!

如果海平面没有升高,在纵向太平洋板块和大陆板块的受力是处于平衡状态的。可是,如今海平面已经升高了,力的平衡也就被打破了。最新的卫星测绘数据表明,现在太平洋的水域面积约为1.79亿平方千米,如果按海平面升高40厘米算,海水对海底地壳的压力也会增加68万亿吨!由于地壳之下的地幔是流质的,因此,海底增加的这部分压力,就会全部分摊在太平洋海岸线的地壳上。我们按太平洋板块周长为7万千米估算,太平洋海岸线承受的剪切应力为每千米10亿吨左右。

陆地水总量减少会导致对大陆板块压力的减少,如果考虑这一因素,那么这种因为海平面总的升高在太平洋海岸线亚欧板块和太平洋板块之间产生的剪切应力就会翻一倍,在每千米20亿吨左右!剪切应力这么大,足以对太平洋海岸线的地壳产生很大的破坏,严重的会导致地壳沿天平洋海岸线断裂。

其实,这一预言可以通过大水库蓄水时会伴随发生中轻级地震的现象来证明。例如,印度柯伊那水库地区从来没有发生过地震,1962年水库开始蓄水,当贮水量未达到总容量的一半时,这里就频繁出现小地震。在1967年,这里发生了一次6.4级的地震,导致大坝受到损害,造成严重损失。

这一预言还有一个有力证明,那就是环太平洋地区频繁发生的地震。

依据这一理论,可以预言海平面升高产生的地壳断裂、塌陷所造成的地震,与板块挤压造成的地震不一样:板块挤压造成的地震,地震过后,导致地震的应力会被释放。在同一地区,一次地震发生后,相当长的一段时间内,这里不会再发生地震。而海平面升高产生的地壳断裂、塌陷造成的地震,震后导致地震的应力不会被释放,因此,在短期内,还会再发生地震。印尼同一地区接二连三地发生地震也是这个原因造成的。

所以说,全球变暖肯定会导致地壳沿太平洋海岸线断裂,环太平洋会发生更强烈、更多的地震和海啸不是耸人听闻的猜测!相关领域的专家和各国政府要高度重视!

探询引起海啸的原因

海啸是地球外动力、内动力甚至天体作用于海洋引起的快速向外传播的水中巨大的海浪。天体作用,如陨石坠落海洋所引起的巨浪。地球外动力作用,海岸或海底滑坡,也会引发海水激荡而形成海啸。而灾难性的海啸多是由地球内动力作用于海底的地震和火山喷发引起的。此外,水下核爆炸也会引起海啸,但这是人为制造的海啸。

陨石坠落引起海啸

地质学家们发现数百年前曾有一块大陨石落入南太平洋。在澳大利亚东部沿海的130米海上地区发现了杂乱的沉积岩,这可能是由海啸造成的。沉积物的年代可追溯到1500年。恰巧这时土著毛利人突然从新西兰的一些沿岸地区迁走,这也许就是海啸造成灾害的结果。在新西兰斯图加特岛的两个可能受到那次海啸影响的地区,沉积物分别高出海平面150-220米。究其那次海啸发生的原因,可能与他们在新西兰西南海面下发现的一个直径达20千米,深150米与周围环境不一样的岩石坑有关。对从中取出的岩石坑物质样本进行鉴定,显而易见与周围地区不同,它含有一种被称为玻陨石的物质。这是地外星体坠落的物证。当地土著毛利人中也流传着传说。称很久以前天空中曾经出现过一个火球。

还有一些最大的海啸也可能是天外来客造成的。彗星、小行星和陨星等降落地球时,毕竟有70%的机会落进海洋中,据科学家估计。地外物质所造成的海啸大约每1000万年才会有一次,大多数这种海啸规模有限,但有时也会引发大海啸,如一个直径300米的太空陨石能够造成浪高11米的海啸,淹没1平方千米的陆地。最近发现的一个海啸沉积物,对比得克萨斯和墨西哥的异常沉积解释为海啸沉积,但它是在一次大规模灭绝性灾变时由白垩系/古近系边界尤卡坦附近的巨大陨石撞击造成的。它是一个位于墨西哥尤卡坦半岛的撞击陨石坑,埋藏在地表之下。这个陨石坑的名称取自于陨石坑中心附近的城市希克苏鲁伯:希克苏鲁伯在玛雅中语意为“恶魔的尾巴”。根据雷达的探测。陨石坑整体略呈椭圆形。平均直径约有180千米,是地球表面最大型的撞击地形之一。

在20世纪70年代晚期,地质学家GlenPenfield在尤卡坦半岛从事石油探勘工作时,发现过这个陨石坑地形。目前已在该地区发现冲击石英、重力异常、玻璃陨石等地质证据。可证明希克苏鲁伯陨石坑是由撞击事件造成。从岩石的同位素研究得知,希克苏鲁伯陨石坑的年代约为6500万年前,时当白垩纪与古近纪交接时期。2010年3月5日,一个国际研究小组在《科学》杂志上发表研究报告,确认在6500万年前,一颗小行星撞击今天墨西哥境内的希克苏鲁伯地区是造成白垩纪—古近纪恐龙大灭绝的原因。海上撞击所造成的危害比陆上撞击要大得多。大的陨石可以一直冲到海底,在海上造成巨大的海啸。据计算,尤卡坦希克苏鲁伯的陨石撞击造成了50~100米高的淘啸,在内陆数千米处形成了堆积。

水下核爆炸引起海啸

水下核爆炸是指核弹在水中一定深度的爆炸,主要用于杀伤破坏潜艇水下的各种设施。并在一定的水域造成放射性沾染。核爆炸火球的光辐射能量大部分被水吸收,在近距离上,可以看到明亮的发光区,并且迅速冷却、膨胀,犹如一个急剧生长的大气泡,并产生水中冲击波,当气泡上升冲出水面时,即形成一股浪花翻腾的空心水柱,其直径可达数米,高度可达几千米。气泡内的气体可以从水柱中心直冲云霄,形成菜花状的蘑菇云团。喷出的气体,温度远高于周围的空气,进入空中之后一部分聚成冷凝云。水下爆炸可以产生巨大的波浪。如1枚10万吨级的核弹在25米深水下爆炸,距爆心1千米处,波浪可高达10米,并且在水面靠近水柱基部,形成一团环形具有很高放射性沾染的云雾。随着水的回落,雾迅速向周围扩散,并向下风方向漂移,也有可能会随放射性雨降落下来。

水中爆炸和水面爆炸都可以形成水中冲击波。这是水中核爆炸的主要杀伤破坏因素。由于核武器爆炸能量中的50%转化为冲击波,因此水中冲击波的能量非常大。其传播速度高于水中的音速,大约1.5千米/秒。“二战”结束不久,1946年7月25日,美国就在北太平洋上比基尼群岛附近平静的海面上爆炸了一枚原子弹。这是历史上由美国军方实施的第一次水下核爆炸。被曼哈顿工程的工程师们称为“比基尼·海伦”的这枚原子弹爆炸的威力相当惊人。炸沉11艘巨型军舰并炸伤6人。这支旧舰队是供试验用的,停在爆炸区内。

美国在比基尼岛持续了长达20多年的核试验,最著名的一次是在1965年夏天,核爆炸引起海中喷涌出巨大的水柱,在距爆炸中心500米的海域内,直接引发了海啸,巨浪高达60多米,离爆炸中心1500米的海浪也在15米以上。正在附近海面上的不少舰船被巨浪掀翻,海啸引起的5米高的海浪一直波及数百千米以外,一些小渔船几乎全部倾覆。当时美国科学家就预言,水下核爆炸可在远距离上冲垮敌海岸设施,并造成舰毁人亡。

在美国和俄罗斯的核武器库中都曾装备有多种水下核武器。“二战”后,美苏两国对德国潜艇的狼群战术造成的巨大威胁记忆犹新,因此两国都不约而同地想到利用水下核爆炸大面积摧毁潜艇群。美国在20世纪50年代就开始研究对付潜艇群的深水核炸弹。1954年7月,一种被称为“贝蒂”的编号MK7的核弹头开始服役,共生产了225枚。以后又陆续研制了W34、W66弹头,用于装配MK45鱼雷和反潜火箭等水下核武器。为了研制这些核武器。美国在深海中进行过多次核武器试验。从美苏水下核试验情况来看,这些武器在打击水下目标的同时,也难以避免会造成海啸,特别是多枚深水核弹的使用可能会造成大范围的海啸。

海岸或海底滑坡和水下崩塌引起海啸

人们总是对浩瀚的海洋充满疑问,海洋里到底是什么样子的呢?其实海洋底下和陆地差不多,有山脉、高原。它们中有大块体积处于斜坡处,如果受到海底气体喷发而发生塌陷、滑坡,也会引发海啸。大规模的沿海滑坡和水下崩塌有可能引发海啸并造成大量人员伤亡。1958年7月9日,阿拉斯加里鲁雅湾岸边发生大滑坡,激起海浪高达525米,把两条小艇推到海拔500米以上的山顶。近年来发现,大洋中的火山岛由火山熔岩堆积而成,稳定性比较差,容易塌陷。例如,西太平洋的马克萨斯群岛、印度洋中的留尼汪岛、北大西洋的埃尔塞罗—德尔耶罗群岛、南大西洋的特里斯坦—达库尼亚群岛等。

火山爆发后引起山体崩塌也可能引发海啸。如日本九州岛的云仙火山距离长崎东部大约25英里(约40千米),1792年喷发后1个月,即5月21日,这个火山群的“老成员”Mayuyama火山斜坡倒塌,由此产生的塌方成为岛原市的噩梦。滑落的山体坠入海洋引发海啸,最大波高达50米以上,塌方和海啸共造成超过1.5万人丧命,是日本历史上最为严重塌方灾难。在岛原市,我们仍可以看到塌方给这片土地造成的伤痕。又如1964年3月3日。美国阿拉斯加州安克雷奇市南部沿海地带的悬崖滑入太平洋海湾中引发海啸,巨浪高达70米,令100多人葬身海底。

海岸或海底滑坡和水下崩塌,这种现象可能是小规模的,或者幅度缓慢,但有时也会发生大规模水下山体滑落,速度甚至可达每小时100千米。1998年,巴布亚新几内亚附近发生7.0级大地震,结果引发水下山崩,导致海啸波浪高达15米,一直入侵到内陆20千米,导致2100人丧生。那这次海啸,原以为是地震直接引发的,后经过海底钻探与勘测,证实地震先引起巴布亚新几内亚海下发生滑坡,大约出现4千米的水下沉积物移动,故而造成灾难性的海啸,给人们留下深刻的记忆。

科学家通过研究加州蒙特里杰克湾的三维地图后发现,该海湾水底下的部分山体已经出现断裂的迹象,很可能在不久的将来出现山体滑坡。一些科学家更暗示,美国东海岸的大陆架也有塌陷的可能性。

火山爆发引起海啸

众所周知,火山爆发是热熔岩穿过地壳,上升到地球表面的运动。我们之所以用“爆发”,是因为它发生的过程非常剧烈、恐怖。如果大规模火山喷发发生在海底,或者海底火山口塌陷扰动水体,就能够引发海啸;火山喷发耗尽内部岩浆后导致崩溃,底部经过千百年的海水侵蚀后也可能出现山崩,会引发海啸。火山引发海啸发生的概率较低,但并非不会发生,其危害程度也非常巨大。公元前15世纪,桑托林火山发生猛烈喷发,并且引发了海啸,巨浪高达90米,整个岛屿几乎被抛向空中,然后坠入海底。巨大的海啸摧毁了锡拉岛上的米若阿文化。