趣味地震学 | 现代地震学的第一次挫折(1)

文摘   2024-11-21 09:51   安徽  

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中国地震学会—地球科学科普栏目

地震科普—现代地震学的第一次挫折





看天上的星星尽显光辉

赏地下的河水肆意奔流




8、现代地震学的第一次挫折

8.1  事情的由来


天灾总是在人们将其淡忘时来临

——寺田寅彦(日


1893 年Milne 发明了现代地震仪,1901 年在法国斯特拉斯堡成立了国际地震学协会(International

Seismological Association),1907 年在荷兰海牙举行了首届国际地震学大会[1]。通常,便以1900 年作为现代地震学的起步年份,与会者也都算是祖师爷了,从此踏上了披荆斩棘的征途。

与会者里有位日本人——大森房吉(Fusakichi Omori,图8-1),他自上东京大学起便师从Milne 6 年,1889 年研究过张衡地动仪,发表的400 多篇论文几乎涵盖了地震学的各分支,是当之无愧的地震学权威。

1923 年,日本关东发生8.1 级大地震,防范工作的失误与大森有关,令他追悔万分[2]也反映出了现代地震学初期的经验缺乏、学术民主薄弱等问题。此后,日本地震工作走上“预防为主”的道路。

图8-1 大森房吉(1868-1923)



8.1 事情的由来


◆ 学术问题引风波

1891 年10 月28 日的日本Ms8.0 浓尾(Mino-Owari)地震,7 000 多人死亡,促使日本建立了世界上最早的震灾预防调查会,首任会长是关谷清景(S Sekiya,1854—1896),大森房吉任委员和秘书长。

大森有个学生,叫今村明恒(Akitsune Imamura,图8-2)。1891 年就读于东京帝国大学物理系,是地震学研究生,大森先生的崇拜者、震灾预防的热情探索者。今村于1905 年9 月在科普杂志《太阳》上发表了一篇文章——《简述减轻城市地区生命与财产损害的措施》,积极热情地论述了三个问题:(1)东京地区的地震背景;(2)减灾消防措施;(3)防灾对策(图8-3)。

图8-2 今村明恒(1870—1948)

图 8-3 今村文章(《太阳》杂志,1905)

单纯的今村本想干点好事,配合震灾预防调查会做科普宣传工作,所以特别强调了消防措施。他在文章的最后提出了一个警告[2,3]:如果不及早采取减灾措施,一旦间隔50 年的关东地区再次发生大地震,铁路桥梁遭破坏、自来水管会破裂等,可能会引发火灾,安政年间(1855 年)就有过教训。他是这样写的:

历史上死亡1 000 人以上的地震迄今已有过3 次。1649 年(图8-4)、1703 年和1855 年(图8-5)江户地区曾复发过地震,前两次相隔54 年,最后一次1855 年的江户地震至今已经50 年,震灾预防的问题不能不提出来。最可怕的就是火灾……大地震时可能压死约3 000 人,死亡人数会达到10到20万。

图8-4 江户1649 年地震

图8-5 江户1855 年地震

所提的“江户地区”,即今日的东京湾地区。百年前有人提出了地震危险性的问题,挺不简单。

当时并没有人在意今村的“乌鸦嘴”,不就是个初生牛犊的助教嘛,小萝卜头瞎咋呼!

谁知世事难料。4 个月后1906 年1 月16 日的《东京二六新闻》,突然刊登一文“大地震即将来袭”,严词厉语,极力煽动:

丙午之年(即1906 年),天灾亦多,火灾、地震、海啸……,帝国大学今村博士预言:东京大地震!

巧就巧在当年的2 月23 日和24 日,东京一带果然发生了6.3 级和6.4 级的地震,千叶、横滨、横须贺等地多有破坏,真是自古英雄出少年啊!尽管偏小的地震还远不是今村所预言的巨大灾难。甭管怎么说,反正东京地区人心惶惶,医院、邮局、商店、图书馆等相继关门……大量居民和职员溜之大吉,再笨的鸟也会先飞!

其实,日本的地震带、大震复发间隔、地震空区等现象都是大森首先发现并定义的,他还在1894 年提出了著名的余震频度衰减公式(西方称之“大森定律”)。作为今村的老师、日本震灾预防会的秘书长,当然不满意学生的轻率做法了。立刻在1906 年3 月份同一杂志的《太阳》上发表文章,分析了首都圈地区的历史地震资料,公开地、严厉地抨击了今村的观点:

缺乏可靠的科学依据,近来流行的东京不久将遭大地震袭击的说法,纯系荒诞谬论。

激愤之情溢透纸背,并以权威的身份公开宣布:

东京是安全无恙的!

一时,稳定了社会,但也使得争议传遍世界。

这个晴天霹雳令今村始料不及,使他陷入了长期的狼狈困窘,科研经费都因此受到影响,再不敢多说一句,也与老师大森的关系跌入冰点。



◆ 地震形势风云突变

天下的事情就这么巧!“丙午之年”的太平洋沿岸偏偏不太平,水、火、震连连闹个不停。

1906 年1 月31 日厄瓜多尔(Ecuador)Mw8.8 地震与海啸,500~1 500 人死亡( 图8-6)。3 月16 日我国台湾梅山Ms6.8 地震,1 260 人遇难。4 月18 日旧金山Mw7.9 地震,持续三天的大火(图8-7),60 000 余人遇难, 近10 万人逃离城市,火灾的损失比地震破坏的要大10 余倍。

图8-6 厄瓜多尔1906 年1 月地震

图8-7 旧金山1906 地震后的现场

旧金山地震之后,美国迅速向大森发出了邀请,愿倾听这位地震权威的高见:旧金山还有大震吗?大森遂于5 月1 日乘船赴美,亲赴现场考察。

大森在5 月18 日到达旧金山后的80 多天里,并没有关注旧金山的火灾和消防问题,主要的时间花在考察建筑物的损坏和山体滑坡,还推销了大森地震仪。

1906 年8 月4 日大森回国。走之前,他又把抚慰过日本民众的那份“福音”也留给了美国——8 月5 日《旧金山新闻》报纸的醒目大标题:

世界最权威的地震学家表态:

旧金山安全无恙。

又特别附上了他的专文——“大森教授预报:地震处于长期平静”(图8-8)。

图8-8 大森报平安的专文和他留下的名片

不过旧金山政府还是有些不放心,遂制定了严格的消防措施和法令。

当年12月1日美国地震学会成立, 迅速建立起地震监测台网, 里德(Harry F Reid,1859—1944)还对这次地震的机制提出了弹性回跳理论[4]

毕竟, 我行我素的大自然不识人间烟火。就在大森返回日本的途中, 糟糕透顶的地震坏消息一路尾追上来:

● 1906 年8 月16 日19 时55 分智利瓦尔普拉索(Valparaiso)Mw8.2地震和海啸(图8-9),3 882 人死亡。30 分钟后,阿留申群岛发生Mw8.3 地震,日本和夏威夷连续被海啸袭击。

● 1908 年12 月28 日,意大利西西里岛梅西纳(Messina)发生Mw7.1地震(图8-10),海啸高达12m, 约10 万人死亡,是欧洲仅次于1755 年里

斯本地震的灾害。

图 8 - 9 智利 1906 年地震

图 8 - 10 意大利 1908 年梅西纳地震

● 1915 年 1 月 13 日意大利阿维扎诺(Avezzano)M w 6.7 地震,29 980 死亡(图8-11)。

● 1920 年 12 月 16 日中国甘肃海原 8.5 级地震[5],震中烈度为 XII 度,超 24.6万人死亡(图 8-12)。

今天来看,自 1906 年以后 7~8 级的大震和海啸相继发生,一个全球性的地震高发期已然形成。可惜,当时的地震学家还缺乏全球观念,加之日本正全力投入 1905年在中国的日俄战争和 1914—1918 年的第一次世界大战,地震问题已退出人们的视线。

图8-11 意大利1915 年阿维扎诺地震


图8-12 中国1920 年海原地震



○参考文献

[1] Schweitzer J. German National Report,Part A. Early German contributions to modern seismology[R/OL]. [2019-01-10]. https://dgg-online.de/WordPress_01/wp-content/uploads/2015/06/Ch79-24CDpartA.pdf

[2] 上山明博 . 関東大震災を予知した二人の男- 大森房吉と今村明恒 ,地震予知と地震観測の歴

史[R/OL].(2013-09-16)[2019-01-10]. https://tanken.com/jisinyoti.html

[3] 森本毅郎 . 関東大震災を予言した地震学者(今村明恒)[EB/OL].(2017-08-31)[2019-01-10].https://www.tbsradio.jp/178381

[4] Reid H F. The mechanics of the earthquake,The California earthquake of April 18,1906:Report of the State Investigation Commission[R].Vol.2. Washington DC:Carnegie Institution ofWashington,1910.

[5] Close,Upton,Elsie McCormick. Where the mountains walked[J]. National Geographic,1922,425:445-464.

[6] 西泽修. 日本の地震予知研究史[J]. Chishitsu News,1995,494:43-59.

[7] 马宗晋,杜品仁,洪汉净. 地球构造与动力学[M]. 广州:广东科技出版社,2003




图文来源:《趣味地震学》


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