地震學科普之窗（四）
——海嘯的發生機制＊

大木圣子

（東京大學地震研究所）

地震學科普之窗（四）
——海嘯的發生機制＊

大木圣子

（東京大學地震研究所）

在海邊出生長大的我非常喜歡夏天的海。遙遠的水平線，閃著波光的水面，等距離排列的白浪，令人暢快的海浪回聲。我在想象著今年夏天要去哪里，萊先生把我從這一空想中喚回到現實。

1 海嘯的恐怖程度

萊助教好啊，文科出身，擅長古文吧。

大地君哎，還算可以。

這好像是記載災害的古文獻。我嘩啦嘩啦地翻著書，看到了描繪海嘯災害的災害圖畫，我不由自主地停住手。令人毛骨悚然的畫面讓我震驚。

萊助教這是明治三陸地震海嘯的災害圖畫（圖1）。1896年6月15日晚8時左右三陸近海發生的大地震引發了大海嘯。據說死亡約2萬人，沖走、全毀、半毀房屋1萬多戶，是日本海嘯災害史上最大的一次災害。

大地君我想起了旅游者拍攝的2004年蘇門答臘近海地震造成的海嘯的印象。在旅館房間拍攝的人向海邊的人們大喊：“快跑！快跑！”但海邊浴場的人們卻滿不在乎地看著白浪，接下來的瞬間，他們都被海嘯吞沒了。當然，拍攝者的喊叫聲傳不到海邊，但為什么高達數米的海嘯涌來時，海邊的人們卻只會看著白浪呢？

萊助教這是一個很好的機會。讓我們來了解一下關于海嘯的知識，海嘯的發生機制，海嘯與普通海浪的區別，海嘯所具有的破壞力。就應該能夠回答你剛才的疑問了。

2 海嘯的發生機制

萊助教首先，我們來考察一下能引發海嘯的地震。板塊運動與地震發生有什么關系呢？

大地君以每年數厘米緩慢速度俯沖的海洋板塊的一部分，與陸地板塊挨著，保持著沒有俯沖的界限，突然一下子剝落下來的就是“板間地震”。

大地君在白紙板上畫出了俯沖板塊圖（圖2）。

萊助教正像我們在“地震與地震動、震級與烈度”（國際地震動態，2011年第9期——編者注）中學過的那樣，地震是斷層發生的劇烈滑動。在板間地震中，我們把海洋與陸地板塊的邊界作為斷層面（圖2a）。而把部分接合的地方稱之為“固著”。固著的板塊一俯沖，陸地一側的海底面的情況會怎樣呢？

圖1 明治三陸地震海嘯的災害圖

圖2 海洋板塊俯沖和地震發生引起的地形變

大地君在海溝附近，陸地板塊的海底面會不會慢慢凹下（圖2b）？

萊助教是的。我們把地表面凹下叫做“沉降”。另一方面，我們觀測到，在陸地板塊從海溝處離開的地方，地面有凸起的“隆起”。

大地君板塊彎曲和正中隆起與凸起現象是相同的。所謂地震的發生，就是固著部分脫開，陸地板塊一下子返彈回來。于是，地震發生了，沉降的地方隆起，隆起的地方沉降（圖2c）。

萊助教我們把這種海底面或地表的運動叫做“地形變”。這種地形變使海水面將會怎樣呢？

大地君海水會像海底面的地形變一樣，一下子移動起來。這一海水塊上下方向的移動就觸發海嘯了吧？

萊助教僅僅是部分的邊沉降邊隆起，海水面平緩地返回，這種海水向各個方向涌動的現象就是海嘯。壓縮波到來的海嘯和膨脹波到來的海嘯你好像已經知道了吧！

大地君是的。在圖2c中，海溝左側的區域將是膨脹波，右側區域是壓縮波，海嘯就到達了。

3 海嘯與普通海浪的區別

萊助教在圖2中，也可以看出海嘯與普通海浪的區別呀。你知道一推壓一拉張海浪的波長嗎？也就是從波頭到波頭的距離是多少？

大地君再長也就是幾米吧。但是，海嘯的波長，從圖上看，也許會有幾公里長？

萊助教長的有時會達數百公里呢。還記得2010年2月南美智利地震嗎？襲擊震源附近村莊的海嘯給人們的印象是，現場就像“眼鏡蛇背著海沖過來”一樣，昂著頭，其背后大量的海水像尾巴一樣背著，一下子沖過來。

大地君海嘯的海浪與又推又拉的海浪是根本不同的呀，若是推，很快就持續的推。

萊助教這似乎就可以明白了，海邊的人為什么沒有注意到海嘯呢？

大地君如果是與海面同高度的話，海嘯的前端與普通浪頭之間沒有什么區別的。海嘯發生時，有大量的達幾公里的水塊接續著，當它們達到沿岸時，就會形成大量的水流持續蜂擁而至。

萊助教蜂擁而至的威力是巨大的。是呀，即便是大地君也一定是無法承受50 cm的海嘯的呀。

大地君啊？有那么厲害嗎？就連膝蓋高的水，大人也站不住嗎？！

萊助教想象一下，在推壓與拉張的海波中站立是不可能的，就像在激流中孤零零站著一個人那樣。

大地君再次被震驚。

4 新堂教授的簡單提問

新堂教授看了大地君關于海嘯的調研報告。

新堂教授看來你已經理解了關于海嘯的波長或者說膨脹波和壓縮波的由來等問題了。你也閱讀了災害圖畫的古書籍，那么關于地震的晃動是怎樣描寫的呢？

大地君書中提到，“共有13次地震，不過都是微震。”那樣大的海嘯，卻寫著“微震”，很意外。

新堂教授是呀，這就是我這次的問題，考慮考慮吧。

明治三陸地震中發生那樣的海嘯災害，而地震本身的晃動卻不大，這與普通地震有什么區別？

大地君是的，我們都知道，有一種地震被稱之為“海嘯地震”。地震一發生，就會產生各種不同周期的波。在海嘯地震中，由于人體能感到的那種短周期的晃動很少，即便體感晃動的“烈度”很小，也會發生大海嘯。

新堂教授為什么短周期會很少呢？

大地君是因為斷層中的破裂是緩慢進行的。在“地震與地震動、震級與烈度”中的“緩慢的地震”部分就學習過。普通的大地震，斷層的破壞時間只有1～2min，但海嘯地震中斷層的破壞時間卻長達5～10min。因此，地形變量也大，所以海嘯變得更大。

新堂教授再好好研究吧。關于海嘯，還有很多必須掌握的知識，繼續努力，還要拿報告給我看。

海嘯的發生機制可以從地震就是斷層運動這一點進行考察。在學習中，理解海嘯的波長與普通海浪的不一樣，膨脹波發生場所和壓縮波到來場所。一次蜂擁而至持續涌瀉的海嘯，其破壞力超乎我的想象。這是記載著這些災害圖畫的古書籍，古人是帶著怎樣的想法來描述這些的呢？學了災害學更加使我感到，他們的想法也和我的想法一樣，讓后世之人，不要再遭遇這樣的經歷。

摘譯自：地震本部ニュース.2010年8月號.第3卷第4號：8-11

原題：謎解き地震學－－津波発生のメカニズム

網址：http：∥outreach.eri.u－tokyo.ac.jp／charade／

（北京市地震局 彭 巖 譯，盧振恒 校）

（譯者電子信箱，彭 巖：pybj1201＠yahoo.com.cn）

P315；

E；

10.3969／j.issn.0235-4975.2011.11.011

2011-03-16。