太平洋西北地區(qū)面臨大地震風(fēng)險*

Ivan G Wong

（Seismic Hazards Group，URS Corporation）

太平洋西北地區(qū)面臨大地震風(fēng)險*

Ivan G Wong

（Seismic Hazards Group，URS Corporation）

歡迎來到俄勒岡州波特蘭市——我的家鄉(xiāng)——參加美國地震學(xué)會年會！這里有藍天（當(dāng)然是不下雨的時候），有威拉米特河（Willamette）和哥倫比亞河（Columbia），有眾多的溪流湖泊、壯麗的火山峰（晴天時朝北方和東方看），有綠樹、綠樹、更多的綠樹，有美味的黑比諾葡萄酒，當(dāng)然還有巨大地震。請注意，我說的不是大地震，而是巨大地震，比如說9級地震！糟糕的是，幾乎沒有人知道這一情況。噢，那也不全對。還是有一些波特蘭市、俄勒岡州和太平洋西北地區(qū)的居民知道這個地方將會發(fā)生地震，但遺憾的是大多數(shù)人很少去考慮這些潛伏的危險，當(dāng)然也就沒有做好準(zhǔn)備。

最大的、最強烈的地震就潛伏在太平洋西北地區(qū)，確切地說在沿卡斯卡迪亞（Cascadia）俯沖帶大型逆沖斷層綿延的美麗的海岸線下方，這一大型逆沖斷層位于北美上覆板塊和胡安·德富卡（Juan de Fuca）下沉板塊之間。但成千上萬的高危建筑，如無筋砌體、立墻平澆結(jié)構(gòu)、抗震規(guī)范出臺前的鋼骨結(jié)構(gòu)以及脆弱的交通運輸結(jié)構(gòu)，仍然維持原狀，這些建筑在下一次巨大逆沖型地震來襲之時很容易受到破壞或倒塌。現(xiàn)在距上一次9級地震襲擊太平洋西北地區(qū)已有300多年，那次地震發(fā)生在1700年。地震引發(fā)的海嘯橫掃美國加州北部海灘、俄勒岡州、華盛頓州、加拿大不列顛哥倫比亞省南部，甚至影響到日本。若再次發(fā)生類似事件會造成數(shù)千人喪生，尤其會給沿岸地區(qū)造成巨大損失，甚至對遠在內(nèi)陸的一些地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施也會造成嚴重破壞，這些地區(qū)包括美國俄勒岡州威拉米特谷（Willamette Valley）、華盛頓州普吉特海灣（Puget Sound）以及加拿大不列顛哥倫比亞省溫哥華。那很可能將是有史以來襲擊美國的最為嚴重的自然災(zāi)害。

1 俄勒岡州會發(fā)生地震嗎？

面對這樣的潛在危險，人們?yōu)槭裁催€會如此悠然自得？所有地震危險區(qū)其實都存在如下通病：拒不承認、競爭所需以及經(jīng)濟挑戰(zhàn)等。問題是普吉特海灣外的太平洋西北地區(qū)幾乎沒有人經(jīng)歷過大地震，甚至連一次中等強度的地震也沒經(jīng)歷過。只有經(jīng)歷過大地震才能激發(fā)人們做好準(zhǔn)備的動機！說來也真夠奇怪，盡管俄勒岡州位于卡斯卡迪亞俯沖帶之上，但在過去150年的歷史記錄中該州卻只經(jīng)歷過屈指可數(shù)的幾次5級地震、兩次抑或三次6級地震：一次是1936年該州東部Umatilla鎮(zhèn)附近發(fā)生的地震，另外一次是1993年該州南部Klamath Falls附近發(fā)生的地震，也就是在那里第一次出現(xiàn)了俄勒岡州地震造成的正式死亡記錄（1964年M 9.2地震引發(fā)的阿拉斯加海嘯曾造成4人死亡）。在其南邊，俄勒岡州與加州交界附近1873年發(fā)生過M 7.3大地震，此次地震可能與地震活躍的Gorda板塊有關(guān)。俄勒岡州最令人難忘的地震可能要數(shù)1993年的Scotts Mill M 5.6地震，那次地震使州議會大廈遭到毀壞。由于立法機關(guān)的恐懼不安，大廈最終得以改造。

在其北邊的普吉特海灣地區(qū)，1949、1965和2001年的M 6.6～6.8深源地震引起當(dāng)?shù)鼐用駱O大恐慌。普吉特海灣外的華盛頓州只遭受了一次大地震侵襲，那就是1882年的M 6.8 North Cascades地震。

2 淺談未來的這次大地震

人們?nèi)绱擞迫蛔缘玫牧硪粋€原因可能基于下述事實：即卡斯卡迪亞俯沖帶的孕震狀態(tài)只是在最近20年才得到確認。20世紀80年代中葉以前，科學(xué)家普遍認為該大型逆沖斷層是無震的，主要依據(jù)是沒有觀測到地震活動。

1984年，加州理工學(xué)院的Tom Heaton和Hiroo Kanamori首先提出卡斯卡迪亞俯沖帶會在巨大地震中破裂，他們也因此成為能夠提供有關(guān)這一問題的有說服力論點的首批科學(xué)家。1987年，美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）的Brian Atwater，以及隨后的其他地質(zhì)學(xué)家，在華盛頓州和俄勒岡州的沿岸沼澤開展對從前林區(qū)的埋藏土、同震沉入河口的濕地以及海嘯形成的沙灘的研究工作。該項研究成果最終給出了有關(guān)這種大逆沖型地震的第一個直接的、令人信服的地質(zhì)證據(jù)。1996年，當(dāng)時在密西根大學(xué)工作的Kenji Satake發(fā)現(xiàn)了這樣一個事實：1700年1月27日，一場海嘯襲擊了日本東海岸，海嘯很可能源自卡斯卡迪亞俯沖帶的一次9級大地震。那也成了最終的定論。

現(xiàn)在，大家普遍認同沿卡斯卡迪亞俯沖帶大型逆沖斷層曾發(fā)生過多次巨大地震破裂這一事實，因此，目前研究的重點都集中在對這些巨大地震的破裂過程和復(fù)發(fā)時間進行研究，以期對未來地震和潛在危險作出預(yù)測。由于無法利用地震活動對這一大型逆沖斷層進行成像，所以在過去的15年間，太平洋地學(xué)研究中心（Pacific Geoscience Center）的Roy Hyndmann和Kelin Wang一直在利用大地測量和地?zé)釘?shù)據(jù)來界定該斷層的破裂面。很顯然，該大型逆沖斷層的東部陸上延伸部分將對地震動產(chǎn)生巨大影響。太平洋地質(zhì)研究中心的Herb Dragert及其同事發(fā)現(xiàn)了ETS（深部不連續(xù)顫動與滑動）事件，并將它們與該俯沖帶的演變過程聯(lián)系起來，這一結(jié)果為幫助解決這一難題帶來了極大希望。

俄勒岡州立大學(xué)的Chris Goldfinger及其同事的開拓性工作堪稱能夠預(yù)報下一次9級地震的最重大的突破性成果之一，他們收集、檢驗并分析了濁積巖心（海底峽谷滑坡沉積物）。Chris在全新世濁積巖記錄中識別出了19次或20次事件，它們似乎都是完全破裂的9級地震，因此，這一記錄成為世界上最長、最全面的古地震年表。這些巨大地震事件間隔最短200年，最長800多年，平均間隔約500年。目前已過去了310年，這一定時炸彈正滴答作響。減輕地震災(zāi)害不可能在一夜間實現(xiàn)，所以現(xiàn)在已經(jīng)到了刻不容緩的地步。

3 大地震什么時候到來？

卡斯卡迪亞地區(qū)地震工作組（CREW）于2005年發(fā)表了他們的研究成果，題為“卡斯卡迪亞俯沖帶地震：一次9.0級地震之情景描繪”，他們在文中言辭謹慎地聲稱，如此之大的未來地震會造成“前所未有的破壞，還可能造成數(shù)千人傷亡。”因為該大型逆沖斷層破裂的區(qū)段很長，所以地震的影響范圍也會很大。沿岸社區(qū)將會遭受最強烈的地震動、滑坡以及海嘯。樓房、公路、橋梁和公用事業(yè)管線都會遭到不同程度的破壞，有些甚至?xí)粡氐状輾А５卣疬€有可能引發(fā)大規(guī)模傷亡事件。數(shù)秒鐘內(nèi)，毀滅性海嘯就會波及太平洋西北地區(qū)甚至其他環(huán)太平洋地區(qū)。滑坡對公路和跑道造成的破壞會迅速使沿岸社區(qū)處于孤立無援的地位，港口和鐵路線也將被毀壞。在內(nèi)陸地區(qū)，沿5號州際公路/99號高速公路通道，在現(xiàn)代地震條款被列入建筑法規(guī)之前建起的高層建筑可能會受到嚴重破壞，有些甚至?xí)趶娏艺饎拥膸追昼妰?nèi)倒塌，從而造成嚴重的生命損失。橋梁、公用事業(yè)設(shè)備和運輸線路可能會中斷數(shù)月。

除了這次大地震之外，當(dāng)然還有地殼斷層及其引發(fā)的地震帶來的威脅，但這種威脅一直不好量化，而且僅僅根據(jù)歷史記錄也無法認識其危險程度。正如從前召開的美國地震學(xué)會年會一樣，這次波特蘭會議召開的地點也在一個活斷層附近；也就是說，向萬豪酒店西邊走過兩個街區(qū)就是波特蘭山斷層（Portland Hills fault，圖1），那是一條隱伏的西傾逆（？）斷層，從你旅館房間的窗戶向西看就可以看到波特蘭山脈，它可能就是由這條斷層形成的。對于地震學(xué)家而言，還有什么地方比這里更加令人向往？

圖1 波特蘭市中心鳥瞰圖，圖中示出萬豪酒店地點——2010美國地震學(xué)會年會地址——以及波特蘭山斷層。斷層跡根據(jù)USGS的Rick Blakely對航磁資料的分析繪制。該斷層在波特蘭市中心似乎出現(xiàn)位錯。對于地震學(xué)家而言，還有什么地方比這里更加令人向往？（照片由Northern Light Studio提供）

4 下一步該做些什么？

考慮到公眾面對就在其腳下的地震危險所采取的悠然自得、拒不承認的態(tài)度或缺乏意識的狀況，說服政府官員作出地震安全性方面的決策是如此困難就不足為奇了，要激勵一般百姓做點什么就更加困難。如果不是因為幾個積極主動的個人和機構(gòu)的努力——如俄勒岡州地質(zhì)與礦業(yè)局（一般稱為DOGAMI）及其知名的地震安全倡導(dǎo)者Yumei Wang，那么俄勒岡州對地震的戒備狀態(tài)可能仍然處于與堪薩斯州同樣的水平。華盛頓州在這方面的情況可能稍好一些，這是因為那里經(jīng)常發(fā)生的地震起到了警示作用，如2001年M 6.8 Nisqually地震，那里還有積極倡導(dǎo)防震減災(zāi)的個人和機構(gòu)，如USGS的Craig Weaver和卡斯卡迪亞地區(qū)地震工作組。

那么需要做些什么來為地震侵襲做好準(zhǔn)備呢？卡斯卡迪亞地區(qū)地震工作組給出如下建議：

（1）改善醫(yī)院、學(xué)校、公安和消防部門等公共設(shè)施的條件，以降低風(fēng)險。完成這些難度極大的工作需要經(jīng)費支持，甚至可能需要立法保障。

（2）對一些高危建筑進行改造，如無筋砌體、立墻平澆結(jié)構(gòu)和不符合現(xiàn)代抗震規(guī)范的高層建筑。目前，學(xué)校和其他一些主要基礎(chǔ)設(shè)施中無筋砌體所占比例太大。

（3）保護好交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施，如道路、橋梁、機場、水港和鐵路。這些設(shè)施在大地震后都是急需的。

（4）繼續(xù)開展有關(guān)地震危險性的公眾教育，鼓勵個人加強防備。

這些目標(biāo)的確很宏偉，但它們具有普遍意義。那么，具體需要做些什么呢？首先，我們必須意識到要改變目前的局面就必須付出數(shù)十年——至少數(shù)年的持續(xù)不斷的努力。依我拙見，聯(lián)邦應(yīng)急管理署（FEMA）首先要對太平洋西北地區(qū)采取更加積極主動的態(tài)度，主要是對那里的地震問題給予更大的關(guān)注（因大地震海嘯而死亡的人數(shù)可能比在恐怖襲擊中死亡的人數(shù)還要多）。有一本非常受歡迎的有關(guān)震前防災(zāi)準(zhǔn)備的手冊，名為“Putting Down Roots in Earthquake Country”（參考譯名《定居于震區(qū)》，是一本介紹舊金山灣地區(qū)地震威脅和震害防御知識的手冊——譯者），在此，我想看到一個太平洋西北地區(qū)版本的“Putting Down Roots in Earthquake Country”。問題是我們在太平洋西北地區(qū)，特別是俄勒岡州，還缺乏積極的倡導(dǎo)者。雖然我們也有幾位盡心盡力的人士（如前邊提到的幾位），但這項工作并非是通過幾個人的努力就能完成的。最根本的是，防震減災(zāi)工作要取得進展就必須加強科學(xué)、工程、應(yīng)急管理和政策社群各成員之間的了解與溝通，從而構(gòu)成一個致力于減輕地震災(zāi)害風(fēng)險的“新社群”。

更多的個人需要行動起來，尤其是科學(xué)家和工程師，因為我們對此問題的認識比其他任何人都更加深刻。如果你是科學(xué)家或工程師，你有沒有考慮過你的辦公樓質(zhì)量如何？如果你已為人父為人母，你考慮過你孩子所在學(xué)校的狀況嗎？俄勒岡州的許多學(xué)校在一次9級地震中都有倒塌的危險。去調(diào)查一下，如果發(fā)現(xiàn)一所學(xué)校有潛在危險，請把情況告訴其他家長，告訴家長教師聯(lián)合會，告訴校務(wù)部，不管是誰都行，讓他們趕快行動起來吧！

當(dāng)然，單靠個人的行為很難產(chǎn)生影響，但由個人組成的集體力量肯定會改變目前的局面。科學(xué)家、工程師以及其他對地震安全工作感興趣的專業(yè)人士可以通過專業(yè)組織攜起手來，讓他們的呼聲得到重視。美國地震工程研究所（EERI）在減輕災(zāi)害方面所做的工作就很有成效，我希望看到在俄勒岡州成立一個可以在基層開展工作的地方分會。其他組織機構(gòu)，比如俄勒岡州結(jié)構(gòu)工程師協(xié)會、美國土木工程師學(xué)會、工程地質(zhì)學(xué)家協(xié)會以及俄勒岡州應(yīng)急管理協(xié)會等，也需要參與這場戰(zhàn)役。我想說美國地震學(xué)會也應(yīng)該參與這項工作，但俄勒岡州的會員人數(shù)太少，對地震安全性工作感興趣的就更少。美國地震學(xué)會歷史上只注重科研，但過去10年中也開始涉獵一些與地震安全性相關(guān)的問題。我要感謝前任主席Robin McGuire對這一變革所發(fā)揮的推動作用。

為此，美國地震學(xué)會趁其年會之際于2010年4月21日下午6：30在萬豪酒店舉行一次公開的市政廳會議。我們將匯聚一批杰出的地震專家、應(yīng)急管理人員和政府官員，請他們向公眾介紹最新的地震動態(tài)，報告主題為“大地震就要來臨：你準(zhǔn)備采取什么行動？”發(fā)言者有俄勒岡州參議院議長Peter Courtney、俄勒岡州地質(zhì)與礦業(yè)局的George Priest和Yumei Wang、波特蘭市的Jed Sampson和Carmen Merlo以及USGS的Craig Weaver，另外，我作為會議協(xié)調(diào)人也會參加會議。我們歡迎大家出席市政廳會議。讓我們共同努力，對太平洋西北地區(qū)的人們實行教育、再教育，激勵他們?yōu)橄乱淮未蟮卣鹱龊脺?zhǔn)備。波特蘭見！

附言：就在此文交付印刷之際，海地地震發(fā)生了。那悲慘的場面實在讓人難以承受。在那場駭人聽聞的地震中，一位名叫Molly Hightower的年輕女士在其居住的旅館倒塌的瞬間喪生，她最近剛從波特蘭大學(xué)畢業(yè)。Molly到海地去是從事孤兒救助工作的。她的家人和朋友失去了這樣一位無私的親人，我向他們致以衷心的慰問，也對那些深受此次災(zāi)難之苦的人們寄予深切的同情。我可以想象這次地震造成的損失簡直無法形容。太平洋西北地區(qū)在大地震中的損失程度可能永遠不會接近海地地震的狀況，但我仍然有個愿望（無論這一愿望有多么不現(xiàn)實），那就是全世界所有的家庭，無論何時何地，都不會在地震中遭受如此之大的損失。我懇請科學(xué)家、工程師以及其他人士加入到防震減災(zāi)的隊伍中來，真正地像Molly Hightower那樣發(fā)揮出自己的作用。

原題：Welcome to Portland——sitting on the big one

（中國地震局地球物理研究所 左玉玲 譯；李平恩 校）

（譯者電子信箱，左玉玲：yulingzuo＠yahoo.com.cn）

譯自：Seismological Research Letters，Volume 81，Number 2，March/April 2010，177-180

P315.7；

： D；

10.3969/j.issn.0235-4975.2010.08.003

2010-07-01。