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[热门] 等风：让全日本恐惧的“南海海槽大地震”，破坏性有多大？

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勤奋的李 发表于 2024-8-16 08:04:49 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
编者按：
8月15日，日本政府宣布结束为期一周的日本南海海槽“巨大地震预警”。
而在前一天，“日本地震”这一词条甚至一度窜上微博热搜第一，相关新闻将“南海海槽”这一地理分界线带入大众视野。
专业为地理信息科学/地质学/构造地质学（地震）的“等风”在知乎上介绍了南海海槽的基本信息，及其大地震对包括我国沿海在内世界多地的影响。观察者网获授权整合、转载其回答，供各位读者参考。
【文/ 等风】
南海海槽大地震，又称南海海沟大地震，日语是“南海トラフ巨大地震”，被日本学者称为“一定会发生的、宿命般的巨大地震”。它就是悬在西日本的达摩克利斯之剑。
等风：让全日本恐惧的“南海海槽大地震”，破坏性有多大？ 第1张图片


一
西日本在亚欧版块中的阿穆尔板块上，而西日本南部的大洋板块是菲律宾板块，菲律宾板块和阿穆尔板块挤压碰撞，形成了大型海沟俯冲系统，日本称这个区域为南海海沟。海沟内侧大陆板块和大洋板块挤压变形，由海沟向陆地平整过渡的区域称为海槽。
南海海槽全长700km，和歌山县潮岬将南海海槽水域分为了东海、南海两部分。
等风：让全日本恐惧的“南海海槽大地震”，破坏性有多大？ 第2张图片


南海海槽大地震和全球其他海沟型大地震的发震原理类似，都是大型板块逆冲型地震。
其原理是大洋板块比大陆板块密度高，因此在和陆地板块挤压时候就滑入了大陆板块下方，形成俯冲带，在俯冲过程中，大洋俯冲板片和大陆板块相接触的部位就是地震高发区域，也称贝尼奥夫带。
我们想象大洋板块在俯冲过程中，也会拖着大陆板块在俯冲带往地壳深处移动，导致大陆板块边缘发生变形；但板块也是有弹性的，当大陆板块被往下拉变形到一定程度时，就会在瞬间发生回弹，从而引发巨大的海沟逆冲型地震。
等风：让全日本恐惧的“南海海槽大地震”，破坏性有多大？ 第3张图片


这个海沟边缘的断层面接触地方，就是大地震的面状震源区域，而这个区域的正上方就是南海海槽。
自有地震记录以来，南海海槽区域就发生过多次巨大地震，近700年间发生过6次相关的大地震序列，有时候是南海海槽大部分一次性破裂，有时候是东海和南海区域在短时间内相继破裂（永长康和地震、正平地震、安政地震和昭和地震都是这种类型）。其震级在Mw8.0~Mw8.7不等，一般来说分段破裂震级较小，单次地震在Mw8.0~Mw8.4左右，而整体一起破裂的震级会在Mw8.5以上。
据此认为南海海槽大地震的发震周期在100-150年左右，当然最近一次周期缩短到了90年，因此学者把周期范围扩展到80-150年左右。上次南海海槽发生大地震是1944年和1946年的昭和东海、南海地震，属于分段破裂，一次约8.4级，一次约8.1级。所以根据周期，未来50年内南海海槽再次发生大地震的可能性很高，更有预测认为2030-2040年间南海海槽发生巨大地震的可能性高达70%。
二
根据华东地区县志等文献记载，1707年日本南海宝永地震和1854年日本安政南海地震，均对我国华东沿海造成海啸影响：江苏如皋海啸，淹毙多人；上海黄埔水沸，有高二三尺者。临海海潮泛滥，城乡沟池积潦，沿海庐舍多被淹没。这两次地震震级分别为Mw8.7和Mw8.4左右。
等风：让全日本恐惧的“南海海槽大地震”，破坏性有多大？ 第4张图片


而Mw9.1的预测是南海海槽大地震的最极端类型，也就是整个南海海槽区域发生了联动破裂，这时候震级会达到恐怖的Mw9.1级，是日本2011年311大地震能量的近3倍。因为破裂面极广，破裂时间可能长达3-4分钟，地震摇晃时间可能长达4-5分钟——311大地震的地震摇晃时间在2-3分钟左右。
等风：让全日本恐惧的“南海海槽大地震”，破坏性有多大？ 第5张图片


相比东日本大地震，南海海槽区域的震源域更接近陆地，并且有接近一半的震源域就在陆地上，包括四国岛大部和关中地区南部。这意味着陆地上会有比311大地震更加剧烈和直接的震动。
根据预测模型，南海海槽发生M9.1地震的情况下，整个四国岛、九州岛西部、关中南部地区都在震度7（相当于我国大于烈度Ⅸ度的地区）范围内，而震度6强（相当于我国烈度Ⅷ~Ⅸ的区域）范围更广。作为对比，311地震中只有一个町站的震度达到7，而6强的区域也很小。这意味着在海啸还没破坏之前，上述在6强以上震度的地区建筑物就已经被大量破坏，震度7的区域建筑则大范围损毁垮塌。
等风：让全日本恐惧的“南海海槽大地震”，破坏性有多大？ 第6张图片


震源域接近陆地甚至和陆地一起会导致更加可怕的事情：海啸波几乎和地震波同时抵达。
在和歌山，地震摇晃还未结束，高达10-30m的海啸波就会抵达，和歌山最南边的滨海小镇串本町，人们还未明白发生了什么，就会被汹涌的海水吞没。高知、宫崎、静冈等地一些沿海地区也好不了太多。剧烈摇晃结束不到五分钟内，汹涌的第一波海啸就可能抵达，民众几乎无法接收到有效的海啸预警。四国岛其他地区沿海和九州西部以及津市等地会在半小时内遭遇巨大海啸袭击，而名古屋、大阪、神户、神奈川甚至横滨等地也会被海啸袭击。（何况前三者已经是震度6+以上的区域了）
等风：让全日本恐惧的“南海海槽大地震”，破坏性有多大？ 第7张图片


换言之，整个西日本将遭遇重创，关西都市圈会遭遇毁灭性打击，关东地区的损失也将远远超过311大地震。
同时，毁灭性海啸会在西太平洋大肆传播，接下来琉球群岛会遭遇大规模海啸，然后是菲律宾东部、我国台湾东部、韩国南部、印度尼西亚北部、巴布亚新几内亚北部、南太平洋岛国、夏威夷和南北美西部沿岸。其中南太平洋地区和巴布亚新几内亚可能会遭遇5-10m的越洋海啸袭击，台湾和菲律宾可能遭遇的海啸在5m左右。
根据温燕林等专家学者的论文所述，我国华东沿海也会遭遇2-3m的海啸冲击。请注意，海啸和海浪不一样，3m高的海啸相当于海水整体抬高3m，而不是海表面的波浪运动，这和海平面短时间升高3m的情况类似。那么我国浙江沿海、舟山群岛等地可能会遭遇灾难性海啸的袭击，福建、江苏沿海也可能会有2m左右的海平面上升。
等风：让全日本恐惧的“南海海槽大地震”，破坏性有多大？ 第8张图片


除了西日本伤亡人数可能在30万人以上以外，太平洋沿岸国家可能也会出现数千人的伤亡，而整体的后续影响将远远超过311大地震。
南海海槽9.1级在历史上并没有先例，无法判断这么巨大的地震会不会引发相邻海沟的破裂。
这种巨大地震引发相邻海沟破裂的先例有很多，如2004年印尼安达曼海沟M9.3巨大地震，也就是引发南亚大海啸那个地震后，在2005年3月和2007年9月南边的相接的爪哇——巽他海沟就接连发生了Mw8.6和Mw8.4的巨大地震，可以说是直接触发。我们在上个世纪五六十年代的阿拉斯加地区也能找到类似现象，在1957-1965年间，阿拉斯加阿留申群岛俯冲带发生了Mw8.6、Mw9.2、Mw8.7三次巨大地震。
所以，南海海沟巨大地震如果触发了琉球海沟乃至马尼拉海沟地区的巨大地震（都是菲律宾板块西缘），这将是我国沿海的巨大灾难。
三
南海海槽区域和我国安宁河断裂带的情况一样，历史上发生过大地震且下一次周期即将到来，也就是说，已经处于随时可能发生大地震的情况下，说不定下一秒，也说不定是十年后（通常来说，一个周期虽然为上百年，但是每个周期或长或短，有几十年误差）。
等风：让全日本恐惧的“南海海槽大地震”，破坏性有多大？ 第9张图片


而这种海沟型逆冲巨大地震，一般来说有一定几率是有前震的。比如日本311大地震，在两天前有一次7.3级的前震；1960年智利瓦尔迪维亚9.5级巨大地震，前一天内更是有8.1、7.1、6.8、7.8四次强烈前震。
这种巨大地震的前震机理并不完全清楚，但是可以理解为一种断层解锁过程（类似大规模塌方或滑坡前有可能会有一些小土块石块先松动掉落）。
因此，针对南海海槽区域内的逆冲型强震（＞6.8），日本气象厅往往会对其着重分析，发表巨大地震注意或者警戒。
一般来说，这个区域内发生7级左右地震时，气象厅会发表巨大地震注意，这意味着巨大地震发生概率比往日要高。就拿这次来说，发生南海海槽大地震可能性从0.1%上升到0.5%了，于是就提醒群众、政府等可以做点防灾准备，开放避难点（但不是必须避难）。
而如果该区域内发生八级左右地震，那么气象厅可能就会发表巨大地震警戒。因为根据历史上该区域地震情况来看，有多次分段破裂的情况：如正平东、南海地震和安政东、南海地震都是在48小时内相继发生了两次八级以上地震。警戒意味着发生巨大地震的可能性很高，必须要避难。
8月8日是气象厅第一次发布南海海槽巨大地震注意（不是警戒），当然这也是气象厅比较谨慎，有点夸大的因素在里面。
这是8月8日宫崎沿海，也就是日向滩海域发生的一次Mw7.1地震触发的：
等风：让全日本恐惧的“南海海槽大地震”，破坏性有多大？ 第10张图片


广义上来说，其的确属于南海海槽的一部分，且在定义的南海海槽巨大地震震源区域的最西端，但是相较于历史上的南海海槽巨大地震基本上震中都在高知和静冈南部海域来看，这次似乎偏离得有点远。
实际上日向滩地区很少和南海海槽地区一起破裂，就比如上次南海海槽巨大地震——1946年昭和南海M8.3地震和1944年昭和东海M8.1地震，其发生地都在南海海槽的中西端，日向滩地区则是在1941就爆发了一次8级地震。
等风：让全日本恐惧的“南海海槽大地震”，破坏性有多大？ 第11张图片


因此，此次日本南海海槽爆发巨大地震的可能性仍然低于1%（日本说法是0.1%上升到0.5%）。当然就算是0.5%也不是没有可能，毕竟日本南海海槽周期快到了，在2050年之前爆发的可能性有30~70%，但是具体在哪一天，谁也不知道。
这次宫崎地震把南海海槽巨大地震又搬上台面，估计最大影响是让当地人的恐慌加重了。当然，防灾准备也会更多，不过我们一般要记住：
地震大多会在人们忘掉它时，突然来袭。
等风：让全日本恐惧的“南海海槽大地震”，破坏性有多大？ 第12张图片


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