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地
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震
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学
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
8.2 关东1923 年大地震
8.3 反思
天灾总是在人们将其淡忘时来临
——寺田寅彦(日)
8.2 关东1923 年大地震
◆ 大震发生
大森从美国回来后,便于1917 年担任日本震灾预防调查会会长,掌管全国的防震减灾工作。
意大利和中国相继发生严重震灾的消息传出,搅得东京湾波涌浪急,人心惶惶。大森便以日本震防会会长的身份再次出面,于1922 年发文宣布:日本不同于其他国家,东京处于地震平静状态,虽然常常会有震感,但是距东京约60km 远的地震活动并不在地震危险带里(图8-13),东京地区确确实实:
没有危险,安全无恙。
大森的文章刚印出,1923 年2 月3 日堪察加就发生了Mw8.3 地震,引发8m 高的海啸冲击过来(图8-14)。危险已然逼近日本!
图8-13 1923 年关东地震(圆圈区)期间的震中分布
图8-14 1923 年堪察加地震的海啸传播(数字单位:小时)
大森的“金口玉言,定于一尊”态度,迫使今村和其他学者噤若寒蝉,纷纷践行“妄议有罪,沉默是金”的潜规则,迄今都检索不到当时的反对或质疑文章。
老百姓当然也很乖,继续在富士山下享受着“安全无恙”的生活。
可能来临的天灾已经被彻底淡忘掉!
1923 年9 月1 日11 时58 分,关东突然发生Mw8.1 大地震(图8-15),午饭时分的炉火引发了木质房屋火灾(图8-16),东京和横滨同时出现近200 处起火点,消防系统遭到地震破坏,大火连烧三天三夜,重演了旧金山地震的火灾。仅拥挤在一处避难场地的4 万多人就因为缺乏消防设施,而有约3.3 万人被烧死。震后还出现了霍乱,引起的海啸浪高10 ~ 12m。按日本官方近年公布的数据:地震死亡105385 人,其中的90%是被烧死的,负伤者超过20 万,190 万人无家可归,是日本有史以来最严重的震灾。
图8-15 1923 年关东地震的震灾图(今村明恒绘制)
图8-16 关东地震时发生大火(1923)
难以启齿的是,东京帝国大学的地震研究室也被大火烧毁,它的学术领导人曾经那么信誓旦旦地宣布过:“东京地区没有危险,安全无恙”。这个靠“不得妄议”才维系的权威讲话,被实践粉碎得体无完肤(图8-17)。
被压制了18 年的今村预言,一语成谶。
图8-17 关东1923 大震后的现场
关东地震时,大森正在澳大利亚参加第2 届泛太平洋学术会议。他和悉尼地震台主任E Pigot 一起查看了该台的地震记录图,吓得目瞪口呆:特大地震就发生在日本首都东京!
一个月零3 天后,大森才于10 月4 日乘船从墨尔本归国。面对东京一片惨淡无语、孤烟袅袅的废墟断垣,还有恭谦迎接他的今村明恒,他已经无颜面见江东父老。绝没想到,旧金山地震的惨剧竟然在关东重演了,痛心疾首,追悔万分。
大森房吉很快倒了下来,被诊断出脑肿瘤。临终前几天,在东大医院里五味杂陈地接受了日本皇宫授予的骑士勋章,11 月8 日抱憾离世,终年55 岁[6]。
◆ 历史的新一页
今村明恒于1925 年担任东京大学地震所所长,学术建树颇丰。1927 年丹后地震后,指导了南海地区的大地形变监测,1929 年任日本地震学会主席,1931 年退休。他指导过我国李善邦和金咏深的地震学进修,1939 年提出了张衡地动仪的复原模型。1944 年12 月7 日东南海Mw8.1 地震,他所预言的大地形变前兆在震前3天被观测到[3]。
大森时代的历史翻过去后,日本的地震预报研究如雨后春笋般地活跃起来,对立的学术观点可以交流和并存,成立了专门机构、制定了国家计划。后人戏称大森为“灭火队员”、今村是“地震神仙”(图8-18),学术界开始把地震分析意见规范成三级——预言、预测、预报。
今村当年的判断只是“预言”,不可过度引申。
图8-18 日本漫画——今村抓住了鲶鱼,大森获得了勋章
8.3 反思
百年前的挫折已经远去,表面上是两位地震学家的学术争议,实质上反映出现代地震学的初期水平以及学术民主的极端重要。作为事后诸葛亮,有些问题也许能看得更清楚一些。
◆ 复发周期的统计意义
在1923 年关东地震至今的期间里,日本巨大震灾只有过3 次:1944年东南海Mw8.1 地震,1 223 人死亡;1995 年大阪- 神户Mw6.9 地震,5 098 人丧生;2011 年东日本海域Mw9.0 地震,8 805 人死亡、12 654人失踪。它们都没有发生在东京(旧称“江户”)地区,而且与关东地震的时间间隔也不是50 年左右,彼此间并没有构造关系(图8-19), 今村认定的50 年周期并没有重现。
图8-19 关东地震后的三次大震灾分布
看来,复发周期的统计意义主要是掌握地震高活动期的背景状态,用它来推断特定事件的发生时间还是不充分的。我国某些地震区在特定时段里也出现过这种情况,表面看到的周期性很清楚,但很难外推。这种判断意见,恐怕仅能作为一种粗略的“预言”加以参考,还达不到“预测”的水平。
◆ 全球地震活动的背景
8 级以上的大震活动属于全球构造运动和能量调整, 会表现出某种统一性的特点。
时间上,环太平洋地震带的周期性比较明显,比如出现过两次高发期:1906—1923 年和1952—1965 年。从旧金山地震到关东地震的一系列震灾,都属于第一高发期的事件,此时段内确实不能根据局部地区的地震活动去断言“长期平静”。
空间上,这期间的地震几乎都发生在37°~50°N 之间(图8-20),按照大地构造学的观点,20°~ 60°N 是北大陆纬向构造带[7]。这里不仅是海陆分布、大气运动、海流流向、上地幔速度分布的重要变化部位,更存在大陆岩石圈边缘和内部断裂的交错,它们存在相互作用、相互影响的关系。
不可思议的是,在南半球的40°附近,也出现了与北半球对称的强地震频发的地带,以智利和新西兰为显著。这启示后人,务必重视全球地震活动的背景,研究它们的动力学关系。
图8-20 1900—1927 年间世界大震震中分布
◆ 地震活动的不确定性
当前,地震学家还没有从大自然手里获得授权,可以恣意宣布“没有危险,安全无恙”。针对地震活动的不确定性,需广开言路、防范为主、发扬民主。预测意见务必要有概率评估,不搞0 和1 的断言。即便一次成功,也并不能确保下一次。
1923 年关东地震后,日本的地震工作已转向“预防为主”。他们的宣传画里会经常附上12 个汉字——中国2 500 多年前《春秋左传》的语录:
居安思危,思则有备,有备无患。
○参考文献
[1] Schweitzer J. German National Report,Part A. Early German contributions to modern seismology[R/OL]. [2019-01-10]. https://dggonline.de/WordPress_01/wpcontent/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 of
Washington,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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