北京時間2011年3月11日13時46分(當地時間14時46分),日本發生9,0級大地震,震中位于宮城縣以東太平洋海域(38.1°N,142.6°E),震源深度約20千米,東京有強烈震感。這次地震是1900年以來的第四強震,也是日本自130年前有現代儀器記錄以來的最大地震。日本大地震引發的海嘯、核泄漏事件,造成重大人員傷亡和財產損失,并對地理環境、日本經濟及全球經濟產生了重大影響,以下是從自然地理角度分析日本地震產生的影響。
1.促使地球自轉運動加快
這次日本里氏9.0級地震非常猛烈,它導致地球自轉軸發生25厘米位移,而地軸移動可改變地球自轉速度,從而改變一天的時間長短。日本大地震導致當天地球的自轉時間減少了1.8微秒,即地球自轉速度每天加快1.8微秒(1微秒等于一百萬分之一秒)。這是因為日本大地震造成大范圍的地殼板塊位移,改變了地球的整體質量分布,進而影響到地球自轉。就像花樣滑冰運動員用腳尖旋轉時會不由自主地擺臂一樣,當全球質量分布發生改變時,地球的自轉速度也會發生變化。在地震中,地球質量的分布越向赤道地區集中,地球就會轉得越快。
2.導致地殼板塊平移及地面沉降
日本是地震頻繁發生的地帶。日本群島正好位于亞歐板塊和太平洋板塊交界處,在亞歐板塊與太平洋板塊碰撞、擠壓之下,交界處的巖層便出現變形、斷裂等運動,容易產生地震與火山爆發現象。這次日本大地震使海底地殼出現長約400千米、寬約160千米的裂縫,并使日本本土東移2.4米,朝鮮半島東移幅度最多超過5厘米。當然,這個變化非常微小,在未來長達數個世紀里都不會被人類覺察到。此次9.0級地震和大海嘯還導致日本部分地區海拔下降,使日本東北部由北向南大約443千米2的陸地被海水吞沒,總面積超過東京的七成。這次強烈地震是巖石圈在內力作用下突然發生破裂,地球內能以地震波的形式強烈釋放出來,是地殼運動的一種表現形式,其釋放的能量成為營造地表形態的力量,從而影響日本沿岸地表形態變化,使部分地面發生沉降。
3.影響天氣變化
日本地震后許多地方出現了降雪降雨現象,這和地震有一定的關系。因為地震會在短時間內釋放巨大的能量,導致底層大氣被加熱形成上升氣流。地震也會導致空氣中粉塵數量增加,上升水氣遇冷和粉塵結合極易形成降水。也就是說地震后地殼熱量釋放,利于產生上升氣流,在一定的條件下,對自然降水的出現是有利的。當然,地震和降水并沒有必然聯系,下雨下雪是自然現象。有些地方地震后會下雨下雪,這和大氣現象正好吻合;但也有好多地方地震后沒有下雨下雪。地震到底和天氣變化有什么關系目前正處在研究階段,但可以肯定的是地震和天氣變化具有一定的相關性,即地震的發生有時會影響天氣的變化。
4.引起大規模海水運動并產生海嘯
這次地震之所以給日本造成慘重的人員傷亡和財產損失,主要是地震引發了巨大的海嘯。海嘯是由大規模的海水運動產生的一系列具有極強破壞力的巨大海浪,海嘯屬于海水運動中波浪的表現形式。地震是引發海嘯的主要原因,當地震在深海海底或者海洋附近發生時,地殼運動造成海底板塊變形,板塊之間出現滑移,使邊緣地帶出現裂縫,引起海底地殼的急劇升降運動,造成海水大量逆流,并引發海水開始大規模的運動,形成海嘯。
海嘯通常是由震源在海底50千米以內、里氏6.5級以上的海底地震產生的振蕩波引起的。而這次地震的震源深度約20千米,震級高達9.0級,威力自然巨大。因為海嘯不是單一的巨大波浪,而是一批具有很長波長的海浪,內含極大的能量,沖上陸地后所向披靡,對生命和財產可造成嚴重危害。多數海底地震發生在太平洋邊緣地帶,稱為“亞延地帶”。所以地震海嘯多發生在太平洋沿岸,日本是受海嘯危害最嚴重的國家。這次地震海嘯就波及到太平洋沿岸許多國家和地區,所幸給這些國家和地區造成的影響不大。
5.體現自然地理環境的整體性
人類生活的地球表層是巖石圈、大氣圈、生物圈、水圈等共同作用的層面。這些圈層之間相互聯系、相互制約、相互滲透,形成人類賴以生存和發展的自然地理環境。這些圈層中的巖石、大氣、水、生物、地形、土壤等地理環境要素相互影響和制約形成一個整體,某一自然地理要素受干擾發生變化,必然會導致其它要素及整個地理環境狀態的改變。地震就是通過對巖石圈的影響,直接或間接影響其它圈層中地理環境要素的變化。
這次日本大地震是發生在巖石圈的一種地球內部能量的強烈釋放,引起地殼中巖石的地理要素發生變化,通過對地面的破壞,直接引起地形及土壤等地理要素改變,導致地面破裂和變形,部分地面發生沉降,低于海平面;地震引起的海嘯使大量耕地被海水長期浸泡容易導致土壤鹽堿化。而且地震又引起核電站爆炸導致大量放射性物質泄漏,因為自然地理環境的整體性,使得這些在日本泄露的放射性物質隨著大氣環流、水循環、生物循環、洋流運動等自然地理環境中的物質運動與能量交換,逐漸影響到全球的許多國家和地區。4月初,中國內地31個省市區全部在大氣中檢測到日本福島核電站事故釋放的極微量放射性物質,一些省市區還在水和蔬菜中檢測到極微量放射性物質。而且日本排放到海水中的放射性物質會隨洋流運動在30年后幾乎擴散至整個太平洋,影響海洋中水、生物地理要素的變化。
6.破壞自然生態環境
這次日本9.0級地震破壞力巨大,其后果是災難性的,尤其地震引發的海嘯和核輻射泄漏等次生災害,導致嚴重的生態破壞和環境污染,對自然環境的影響是深遠的。地震造成的災害使環境因素發生改變,導致環境質量惡化;破壞當地的生態平衡,導致生物多樣性減少;導致水質下降、空氣和土壤被污染。地震及其引發的海嘯造成的固體廢棄物對當地的生態環境也是個巨大隱患。特別是日本福島第一核電站事故,其造成的影響現在雖然不好評估,但核輻射物質已經對周邊自然環境造成污染是肯定的,核輻射嚴重超標,會威脅到周邊地區動植物的生存和人體的健康。而且現在日本核事故影響逐漸波及全球其它地區,許多國家已經監測到日本福島核電站事故釋放的極微量放射性物質,其影響尤其對日本自然環境的影響將是長期