正文 第一章認識海嘯(1 / 3)

海嘯給人類帶來巨大的災難,但是目前,人類對海嘯、地震、火山等突如其來的災變,隻能通過預測、觀察來預防或減少它們所造成的損失,不能控製它們的發生。掌握海嘯的科學知識對於減輕海嘯災害是非常重要的。

奪命巨浪海嘯災害的防範自救海嘯,英文詞為“tsunami”,源自日語“津波”,意為港邊的波浪,這也顯示出日本是一個海嘯災害比較嚴重的國家。海嘯通常由海底地震引起,少量由海底或海岸山崩或滑坡引發,由海底火山噴發引發的幾率較低。當海嘯波進入近岸淺水區時,由於深度變淺,波速變小,波高突然增大,這種波浪運動所卷起的海濤,波高可達數十米,形成巨大的水牆,瞬時侵入沿海陸地,造成危害。海嘯通常由海底地震引起。地震發生時斷層兩側的板塊如果產生垂直方向的相對位移,則覆蓋的海水也會隨之產生垂直方向上的相對位移,這樣海水原本的平衡狀態就會被破壞,抬升板塊上方的海水會變高,勢能增加,然後向勢能比較低的下沉板塊方向流動。也就是說,海底地震會使震中附近的海水突然獲得大量勢能,在引力的作用下,這個勢能會很快轉化為動能,使海水具有很高的速度,形成巨浪向四周擴散,從而引發海嘯。根據震源的深度,可以將地震分為淺源地震(震源深度小於60千米),中源地震(震源深度在60~300千米之間)和深源地震(震源深度大於300千米)。其中最可能引發海嘯的是海底淺源地震。當震源較深時,斷層破裂麵不易延伸到海底地表,隻局限在海底地表以下,則海底地表在垂直方向上不會發生位移,海水在垂直方向上也不會產生位移,這樣在地震波的傳播過程當中,海水隻是充當傳播介質的角色,地震波到達之後,海水雖瞬時獲得動能,但同時也在瞬間將此動能傳播出去,快速恢複平靜。地震產生的能量就這樣由海水傳入海底而消散。同樣的,斷層破裂麵在陸上的地震,除非破裂麵延伸到海底地表,否則同理,也不可能引發海嘯。根據地震斷層的運動方式可將其分為正斷層、逆衝斷層和走滑斷層。三種運動方式中,逆衝斷層在垂直方向上運動最大,正斷層其次,走滑斷層幾乎沒有垂直運動。相對的,其引發海嘯的能力也是越來越低,對於走滑斷層地震來說,斷層沒有傾斜滑移,海底板塊隻會發生水平位移,作為流體,海水雖然會隨之發生水平位移,但位移量遠小於海底板塊的位移量,海水原本的平衡狀態被打破的很有限,而且這種破壞僅限於水平方向,海水不會增加勢能。因此即使發生海嘯,規模也不大。綜上所述,可見最可能引發海嘯的是斷層破裂麵在海底地表的逆衝斷層地震。

雖然斷層破裂麵在海底地表的逆衝斷層和正斷層地震會引發災難性的海嘯。但事實上,海嘯並不像地震那樣發生非常頻繁,這就說明,並不是所有的斷層破裂麵在海底地表的逆衝斷層和正斷層地震都會引發災難性的海嘯,其中還需要具備一些條件。以2004年的印度洋海嘯為例,印度尼西亞蘇門答臘島近海是印度-澳洲板塊和歐亞板塊碰撞的地方,在5000千米長的弧形地帶,兩大板塊發生碰撞,平均每年縮短5~6厘米。地震時,長期積累的彈性能量瞬間釋放出來,幾千千米長、幾百千米寬、幾千米深的海水瞬間被抬高數米,然後以波動的方式向外傳播,這就是印度洋海嘯產生的過程。從這個過程可以看出,要想產生海嘯,需要具備3個條件:地震要發生在深海區,地震震級要大和具備開闊並逐漸變淺的海岸條件。地震要發生在深海區:道理顯而易見,地震釋放的能量要想轉變為巨大水體的波動能量並具有很強的破壞力,地震必須要發生在深海,隻有這樣,海底上方才會有足夠的水體,發生在淺海地區的地震是產生不了海嘯的。

地震震級要大:浪高是海嘯最重要的特征,海岸上觀測到的海嘯浪高的以2為底數的對數就是海嘯的等級。通常用海嘯的等級來表示海嘯的規模。海嘯有以下特點:海嘯同風產生的浪或潮是有很大差異的。微風吹過海洋,泛起相對波長較短的波浪。相應產生的水流僅限於淺層水體。即使是台風,它雖然能夠在遼闊的海洋卷起高度達30米以上的海浪,但卻不能撼動深處的水。海嘯則是從深海海底到海麵的整個水體的波動,包含驚人的能量。為了更好的了解海嘯,先來了解一下海水的波動。水體表麵的振蕩和起伏叫做波浪,而在海洋中產生的波浪就叫做海浪。海浪就是海水質點在它的平衡位置附近產生一種周期性的振動運動和能量的傳播。開闊大洋中的波浪是由水質點的振動形成,當波浪經過時,水質點便畫出一個圓圈;在波峰上,每個質點都稍稍向前移動,然後返回波穀中差不多它們原來的位置,也就是說當海浪不斷地向前傳播時,海水中的質點隻是上下振動,並沒有跟著向前傳播,除非是風等外力作用下使其發生漂移。海嘯是一種特殊的淺水波,其特殊之處在於它的動力來自海底地震或火山,而非風力,並且海水的深度很大,這些決定了海嘯具有長波長、能量大和傳播速度快3個特點。

具有超長的波長是海嘯最大的特點。1971年美國宇航局(NASA)為了測量海麵高程的變化發射了Jasonl號測高衛星(賈森1號衛星),其精度為厘米級。就是這顆衛星,在2004年印度洋海嘯發生時成功測量到了海嘯波傳播時海麵變化的數據。從這顆衛星的測量數據可以得知印度洋海嘯造成的海麵高程最大變化約為0.6米,其波長卻高達500千米。500千米的波長,高度差卻不到1米,可見印度洋海嘯就像龐大的鏡子一般水平地向外傳播,直至到達淺水海岸才會波浪升高,形成巨浪。

大多數海嘯都是地震海嘯,火山海嘯和滑坡海嘯很少發生,即使發生,破壞力也比較小。按相對受災區來講,海嘯可分為遠洋海嘯和近海海嘯兩類。

1.遠洋海嘯

遠洋海嘯是指橫越大洋或從很遠處傳播來的海嘯,也稱為越洋海嘯。遠洋海嘯波是一種長波,波長可達幾百千米,周期近一個小時。在源地生成後,在無島嶼群、大片淺灘和淺水陸架阻擋的情況下,一般可傳播數千千米而能量衰減很少,因而能使數千千米之遙的地方也遭受海嘯災害。如1960年的智利海嘯就使數千千米之外的夏威夷、日本遭受到嚴重災害。2004年印度洋海嘯也波及了幾千千米外的斯裏蘭卡。同時由於遠洋海嘯到達沿岸的時間較長,有幾個小時或十幾個小時,人們能夠有充分的時間進行逃離。海嘯如何分類對於遠洋海嘯,人們成功逃脫的例子並不少見。據泰國《民族報》報道,當2004年印度洋海嘯席卷泰國南部時,當地一個漁村的181名村民根據祖輩們留給他們的一條古訓:“如果海水退去的速度很快,那麼海水再次出現時的速度和流量會和退去時完全一樣。”在海嘯來臨之前成功逃到了高山上的一座廟中,從而躲過了這場劫難。

2.近海海嘯

近海海嘯,也叫做本地海嘯。地震及海嘯發生源地到受災的沿岸地區相距較近,隻有幾十千米或一二百千米,所以海嘯波抵達海岸的時間也較短,隻有幾分鍾,多者幾十分鍾,海嘯預警時間則更短或根本無預警時間,很難防禦,人們沒有時間逃脫,因而往往造成極為嚴重的災害。需要注意的是,遠洋海嘯和近海海嘯的分類是相對的,也就是說,同一個海嘯對於不同地區其分類可能是不同的。以2004年印度洋海嘯為例,地震發生在印度尼西亞蘇門答臘島附近的海域,地震的震中就是海嘯波的發源地。對於印度尼西亞的亞齊(受災最嚴重的地區)來說,海嘯波從發源地到達這裏隻需要幾十分鍾,它是個近海海嘯;但對於其他地區,如印度、泰國、斯裏蘭卡、馬來西亞等國,海嘯波的到達需要好幾個小時,它是個遠洋海嘯。有風無風都有浪“無風不起浪”和“無風三尺浪”的說法都沒有錯,事實海上有風沒風都會出現波浪。通常所說的海浪,是指海洋中由風產生的波浪。包括風浪、湧浪和近岸波。無風的海麵也會出現湧浪和近岸波,這大概就是人們所說“無風三尺浪”的證據,但實際上它們是由別處的風引起的海浪傳播過來的。廣義上的海浪,還包括天體引力、海底地震、火山爆發、塌陷滑坡、大氣壓力變化和海水密度分布不均等外力和內力作用下形成的海嘯、風暴潮和海洋內波等。它們都會引起海水的巨大波動,這是真正意義上的海上無風也起浪。

海嘯的危害

1.海嘯對海洋生態環境的影響

印度洋海嘯不僅嚴重地危害了印度尼西亞人民的生命財產安全,而且還嚴重破壞了陸地和海洋生態環境,災害是轉瞬之間就能造成的,但是要恢複則需要長期的努力。印度尼西亞農業部的有關統計資料指出,頻繁的海嘯衝毀了印尼境內37000公頃的土地,其中包括一些即將豐收的稻田和雜糧田。海嘯造成的危害是長期的,海嘯過處,不隻是田地莊稼被衝毀,耕地被海嘯衝過之後含鹽分極高,需要很長一段時間用清水衝刷去鹽,但是有些耕地已經很難再恢複了。印度洋海嘯衝入印尼境內的班達亞齊以及沿海其他一些重要城鎮2~3千米,甚至有些距離海岸邊10多千米以外的地方也遭到了海水侵襲。海水不僅衝毀了農作物,更使得房屋倒塌、家畜死亡,還破壞了大片土壤的表層養分。大海嘯衝擊災區產生的汙水嚴重汙染了水源,造成這些地區內的食用水井和城市水源嚴重鹽化,治理之前的一段時間內這些水源全都不能飲用。而工業與家庭汙染物質隨著海嘯的衝擊被帶到附近的水源與土壤中,又加重了環境的汙染。衝向陸地的大海嘯雖然起源於海中,但也會對當地的海洋生態造成重創,珊瑚礁、紅樹林和海洋魚類都受到嚴重的汙染。印尼巴厘島的國際環保組織負責人不久前指出,印度洋海嘯對生態造成的破壞極為明顯,當地海床的水草和紅樹林都受到破壞,影響最為嚴重的是珊瑚礁,這種海洋生物需要幾百年的時間才能得到恢複。珊瑚礁為魚類的繁殖提供了良好的環境,一旦珊瑚礁受損,環印度洋的漁業也必然會受到長遠的不利影響。珊瑚礁和紅樹林都是魚類繁殖的良好環境,它們對沿海地區也有重要的保護作用。這裏有一個很著名的例子可以解釋這一觀點。馬爾代夫地勢較低,受到的海嘯危害應該更大、更嚴重,但它在此次海嘯中死亡人數卻遠遠低於泰國的普吉地區,專家們針對這一現象進行了研究,研究發現:這是因為馬爾代夫在發展旅遊過程中注重紅樹林的保護,而泰國普吉地區為了推動旅遊業發展,鏟除了沿海的一些紅樹林,沒有了紅樹林的保護,因此加重了受災程度。後來,班達亞齊市在討論重建規劃的過程中對這一點非常重視,在沿海一帶的規劃中準備開辟出500~2000米寬的紅樹林新綠化帶,以增強對海岸線的保護,並在規劃中使居民區遠離海灘,以減少沿岸居民受災的可能性。圖7印度洋地震和海嘯也對震中周圍的一些島嶼產生了影響。印尼一些地質專家在實地考察後發現,距離震中較近的部分島嶼的地形已經發生了明顯的變化,尤其是錫默盧島出現了北翹南沉的地形變化。而印尼曆史上受災最為嚴重的米拉務鎮到班達亞齊一帶的海岸線已經下沉了1米左右,導致部分海灘的消失。這些變化對當地海洋生態產生了負麵影響。

2.海嘯對海洋生物的影響

海嘯災害對海洋生物也有很大的影響,現在,受災地區的一些瀕危海洋生物,引起了科學家的憂慮,此外,讓科學家關心的,還有那些動物賴以生存的棲息地。一位印度海洋生物學家在安達曼和尼科巴群島調查生態係統的受災情況時發現,許多種類的海龜,最年幼的一代已被海嘯帶走。海龜的產卵季節一般在11月至次年1月之間,但是海嘯過後,由於地殼構造運動,位於南安達曼、小安達曼和尼科巴等島嶼群的小島都下沉了1~3米,幾乎所有適合海龜等動物產卵的海灘也都消失不見了。而主要生活在安達曼群島的懦艮(俗稱美人魚)和鹹水鱷魚,也受到了不同程度的影響。這種動物最為奇特的特征是長著像鯨一樣的裂尾,人們通常將懦艮稱為美人魚。懦艮不像海豚那樣擅長遊泳,所以,在海嘯發生時,很容易出現溺斃現象。海嘯的影響甚至還延伸到了成水鱷魚棲息的小溪地區,對這些地區造成了嚴重的破壞。

3.自然屏障毀於人禍

珊瑚礁和紅樹林麵臨著嚴重的生存威脅,海嘯襲擊隻不過是其中的一種,還有其他各種自然的和人為的因素影響著它們的生存。比如,1998年出現的海水異常升溫,引發了一種“漂白”的現象,對世界上75%的珊瑚礁都產生了不利影響,海水的異常升溫使得珊瑚蟲排斥維持它們生存的藻類,珊瑚礁慢慢都變成了白色。如果水溫在很長一段時間內持續高溫的話,就會造成珊瑚蟲的死亡。除了這些不可避免的自然因素外,各種各樣的人為因素也要對珊瑚礁的不利生存環境承擔責任。比如,采用爆破手段等不可持續的捕魚方法過度捕魚、土壤腐蝕、海洋項目的盲目開發和過度采集珊瑚礁中用於建築的原料等。人類為了取暖、建築等原因肆無忌憚地砍伐森林,尤其是盛產於河流入海口的紅樹林遭到了大麵積的砍伐和破壞。缺少紅樹林保護的幹燥地區吸收大量海水,造成土壤鹽分的持續增加,使莊稼或其他植物沒有足夠的養分而難以存活。研究發現,一次海嘯造成的災害至少需要4年時間才能使海嘯災區的生態環境得以恢複,然而海嘯是頻繁發生的,有時不隻一年一次。因此,為了人類的生存,要避免給紅樹林和珊瑚礁等生態係統帶來更大壓力,以便讓它們在最短的時間內恢複正常功能。

儒艮