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从熊本强震看地震风险及其防范

2016-6-17 17:01:59 作者:赵纪东 郑军卫

编者按4月14日21点26分(日本时间),日本熊本县发生6.5级地震,震度达日本标准最高级——7级,与东日本大地震震度相同,是近5年来日本发生的最大地震,日本历史上的第4强震。4月16日凌晨,地震级别更是达到7.3级,释放的能量相当于1995年的阪神地震,震度达7级。与此同时,地球进入“振动”模式的话题再次引发广泛热议。在此,本文结合相关科研成果和权威媒体报道,对熊本地震发生机制、特征、未来风险进行简要梳理与总结,并在此基础上探讨未来的地震科学研究和风险防范,以供参考。

熊本县附近的两条断层。

发生机制为断层横向错动

熊本地震是2011年东日本大地震(又称311地震)以来,日本再次发生的震度达7级(日本标准最高级)的地震,亦是近5年来日本发生的最强地震。对于熊本县所在地区九州而言,如此大规模的地震尚属首次,是该地区自1923年以来百年一遇的大地震。

从发生机制来看,2011年日本东北大地震由海底板块运动或板块推移引发,属于板块型地震。熊本地震则属于“横向错动断层型”,也有人称之为“横裂断层型”,具体表现为南北方向的扩张性牵拉。

日本地震调查研究推进本部的研究表明,在熊本县附近有两条断层,一条为布田川断层,长约64千米,另一条为日奈久断层,长约81千米。名古屋大学教授山冈耕春表示,此次地震很可能与附近的布田川断层和日奈久断层带有关,日本气象厅专家也表示,熊本县强震为布田川、日奈久断层横移造成。(如图1)

地震特征为直下型地震

熊本地震发生于日本内陆正下方的断层,属于同1995年阪神大地震类似的直下型地震,震级也与阪神大地震相同,均为7.3级。但是,熊本7.3级地震的加速度却是阪神大地震的约2倍,这表明此次地震会对地表造成巨大破坏。由于震源较浅,所以在断层上方引发剧烈摇晃。向南北拉扯的横向错动断层型地震在熊本地区很普遍,但是与过去的情况相比,此次摇晃十分剧烈,熊本地区更是观测到高层大楼明显的长周期晃动。更有媒体报道,当地居民突然听到地底下一声巨响,然后身体就像被吊起来一样有一种强烈的悬空感,接着就是一种荡秋千的感觉。

根据日本气象厅的统计,熊本地震是1949年以来在日本本土观测到的第4个震度达到7级的地震,亦是日本九州观测史上出现的最高级别地震。1949年,日本气象厅设定震度标准(最高为7级),此前一共监测到3次达到该强度的地震,分别是:发生在兵库县淡路岛北部的阪神大地震(1995年1月17日,7.3级,震源深度16千米)、发生在新泻县旧川口町(现长冈市)的新泻县中越大地震(2004年10月23日,6.8级,震源深度13千米)和发生在三陆冲的日本311大地震(2011年3月11日,9级,震源深度24千米)。

此外,除了主震之外,从地震序列其它地震的强度来看,可谓是连环强震。以东日本大地震为例,截至2011年3月31日(共计21天),共发生震度5弱以上的地震16次 。相比之下,截至2016年4月20日(共计7天),熊本已发生震度5弱以上的地震18次 。如果从震度6弱以上的地震次数来看,目前熊本地震及其前震和余震的强度与次数(共8次)均已超过东日本大地震(共2次)。

未来风险:断层联动或引发更大的地震

熊本震源刚好位于布田川断层带和日奈久断层带的交汇点附近,日本东北大学教授远田晋次指出,此次地震应属于一部分发生错动,今后仍需加以注意。因为当布田川断层和日奈久断层出现整体错动时,很可能发生更大规模的地震。同时,也有专家指出,如果这一震源触动两个断层带联动的话,那么将会有8.2级大地震发生。

京都大学教授川崎一朗亦表示,4月14日发生6.5级地震之后,震源正渐渐向东移动,大分县的地震距离震中100千米,可能引发大分县别府的万年山断层带出现联动反应,如果中央构造断层带的某一处震动的话,也许会引发让人最为担心的南海海沟大地震 。日本著名的私立大学立命馆大学历史都市防灾研究所教授高桥学表示,熊本地震可能是日本南海海沟大地震的前兆。

地震风险及防范启示与建议

(1)主震和余震的判断需谨慎。

一般而言,主震的震级是一次地震序列中最高的,在主震之后不大可能出现更高震级的地震。基于此,政府及相关机构可以科学制订具体的救灾计划,开展救援活动及后续恢复行动。4月14日,日本气象厅曾表示,地震发生后的1周内有可能发生烈度在6级左右的余震。这表明,4月14日发生的6.5级地震是主震。但是,4月16日熊本县发生7.3级地震后,日本气象厅则表示,可以认为这是4月14日以来所发生地震的主震。至此,熊本地震序列的主震才基本被确定,而之前发生的多次地震只是前震。

(2)震度的科学定义需明确。

在此次地震中,震度这一概念一度与烈度造成混淆。日本的地震震度与中国的地震烈度相类似,均表示地震对陆地造成的伤害,级数愈高表示地震愈强烈,造成的破坏愈严重。但是,地震烈度分12级(1~12),而地震震度分为10级(0~7,包括5弱、5强、6弱、6强,其它依次按数字高低排序),同时两者的计算方法也不一样。严格来说,日本的震度和中国的烈度标准不同,没有可比性。仅就地表摇晃程度而言,震度为7应在中国的地震烈度11度~12度之间,相比而言,2008年汶川地震最大烈度为11度。此外,对于一次地震的认识,应该结合多个指标来分析,不能仅看震级,因为震级表示的是地震规模,而震度或烈度则表示地震的破坏程度。

(3)全球地震频率增加,低风险区不可忽视。

4月10日以来,日本、缅甸印度边境(4月13日,6.8级地震)、菲律宾(4月14日,5.9级地震)、阿富汗(4月10日,7.1级地震)等亚洲、太平洋沿岸多个国家(多处于环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅地震带上)相继发生地震,而在日本熊本地震之后,厄瓜多尔在北京时间4月17日发生了7.8级地震,这让人不得不再次开始怀疑,地球是否进入地质活跃期。

2014年,美国地质调查局(USGS)的一项分析表明,相对于1979年至今的平均水平,2010年以来M≥7.0级地震频率增加了65%、M≥5.0级地震频率增加了32%。因此,结合当前现状可以认为,当前全球主要地震带的大地震威胁已经超出长期平均水平。同时,对于远离最近地震活动的区域而言,虽然没有证据表明地震危险已发生了变化,但是这并不是说正在或即将发生的地震规模较小,或应该被忽略。因为,目前人类对地震的认识还很有限,地震预测还具有很大的不确定性。

(4)木结构减少人员伤亡,建筑结构需重新审视。

此次地震受灾最严重的是熊本县益城町,这里居住有3万多人。地震发生后,不少房子震塌,一些居民被压在房子底下。但是,庆幸的是大多数建筑不是混凝土材质,多数被压在房子下边的人被当地居民和警察,或者后来赶到的自卫队救出。长期以来,建筑的抗震性能不断被强调,以期减少倒塌的可能性,进而降低损失。但是,在极端情况下,还是有建筑可能发生倒塌。因此,需要从建筑倒塌后减少伤亡的角度重新思考建筑的基本结构问题。

(5)灾后自救为先,政府救助为次。

从地震后的救助情况来看,自救为先,再次是互助,其次才是公助。据日本有关数据统计,地震中获救者中70%缘于自救,20%仰赖互救,而政府的救助只带来10%的结果。可见,在日本人们往往强调不应过度依赖政府救助,而要首先重视自救。所以,日本谈到防灾救灾时最常用的三个关键词是“自助、互助、公助”,即自我救助、互相救助、公家救助。但是,这并不表示政府就可以不作为,而是要求政府在民众的自救活动中起到政府该起的重要而细致的作用。日本规定政府主导的救助在灾害发生72小时后必须开始,反过来说,震灾发生后的最初72小时即前3天主要依靠自救。□

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