傷痕累累的地球

引發海嘯的地震留下地球物理變化

一場主要由人類造成的死亡和破壞持續了一年,最終以大自然展示其自身力量而告終,其效果令人恐懼。一段數百公里長的地殼從其錨地撕裂,猛烈撞擊上方的海水。由此產生的海嘯以每小時 700 公里的速度傳播,像九頭蛇一樣在海岸邊高高躍起,席捲了 12 個國家約 225,000 人的生命和數百萬人的生計。現在,當心碎的倖存者開始拼湊殘餘物時,科學家們正在仔細檢查海洋和島嶼地形,以確定地殼發生了哪些變化,並評估地球可能還蘊藏著哪些進一步的恐怖。

里氏 9.0 級地震是該地區有記錄以來最大的一次,也是自 1964 年阿拉斯加地震以來全球最大的一次地震。地下斷裂始於蘇門答臘海岸 100 公里處,位於緬甸板塊的西緣。這個“楔形”板塊是一段細長的地殼,從緬甸(Burma)向南延伸,以每年 14 毫米的速度擠壓並抵靠其西側的印度板塊;2004 年 12 月 26 日,緬甸板塊可能沿著傾斜面朝西和向上猛烈移動了 15 米。

根據加州理工學院地震學家陳驥的早期重建,地震最初在海床以下 20 公里處位移了 400 公里的地殼。斷裂很可能繼續向北延伸,但速度太慢,無法產生地震波。(長時間的破裂會產生非常低頻率的地震波,難以測量和解釋。)美國國家海洋和大氣管理局(位於西雅圖)的弗蘭克·岡薩雷斯評論說:“我們的初步海嘯模型表明,破裂的長度明顯大於地震學家提出的估計值。” 無論如何,地震沿著南北走向的海脊震動了海底,掀起了主要向東和向西奔湧的水牆。


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海嘯在到達平緩傾斜的海岸線時減速、變淺並升高數米,然後降臨到毫無戒心的人們身上。它首先推平了蘇門答臘島的沿海城鎮,並在更北的地方徹底沖刷了尼科巴群島的幾個島嶼,在某些地方只留下少數倖存者 clinging 在樹梢上。在東部的安達曼海範圍內晃動,它帶走了泰國的度假者。西行的海浪像噴氣式飛機一樣迅速地穿過印度洋,襲擊了印度和斯里蘭卡。六小時後,它在非洲海岸奪走了生命,並繼續前進,直到環繞地球並消散。

在海嘯席捲地球的同時,地震永久地改變了地球的形狀。由於板塊彼此拉緊並緊密貼合,地殼變得更加緊湊。計算表明,就像花樣滑冰運動員收回手臂一樣,收縮使地球旋轉速度加快,可能加快了三微秒。並且由於震中附近的海底向上推起,地球的水現在空間變小,導致海平面上升了約一毫米。

在區域性範圍內,地震及其餘震改變了幾乎整個緬甸板塊及其支撐的陸地的形狀和方向,特別是安達曼群島和尼科巴群島。這兩個島群是海底山脈的山峰,是由於板塊的前緣向下和向前擠壓印度板塊時軟沉積物的刮削而隆起的。地震發生後,尼科巴群島的一些島嶼似乎已經下沉,其中一個島嶼特林卡特島已經分裂成三塊,現在魚兒在曾經田園詩般的棕櫚樹環繞的村莊周圍遊弋。

緬甸板塊的西緣上升了幾米——暴露了北森蒂納爾小島周圍的珊瑚床——而東緣則下降了。根據印度政府測繪部門印度測量局的資料,安達曼-尼科巴地區的主要城鎮布萊爾港已經移動了一米,下沉了 25 釐米。加利福尼亞州拉霍亞斯克裡普斯海洋研究所的約瑟夫·柯里指出,這種傾斜是可以預料的:尼科巴群島南部的一個海底山脊曾經,他懷疑,是蘇門答臘島的一部分,在遙遠的過去沉沒了。他總結蘇門答臘城市的情況時說:“班達亞齊遲早會下沉”並消失在海洋中。

對於地質學家來說,“遲早”通常意味著對於其他人來說是“以後”:柯里認為,地震及其餘震最終沿著緬甸板塊的整個西緣破裂並釋放了應力,使得在未來一個世紀內不太可能發生其他大規模震動。他警告說,東緣仍然可能發生大型地震:緬甸板塊以每年約 25 毫米的速度向北漂移,傾向於與其東側的板塊粘連和鬆開,這種運動會產生“走滑”地震。這種地震可能不會導致海嘯,因為它們主要會導致上方的水柱剪下,而不是抬升。但加州理工學院的克里·西伊懷疑,震中以南地區發生引發海嘯的地震的風險增加,因為那裡的破裂沒有傳播。有必要對該區域的輪廓進行靈敏的測量,以解決這個問題。

現在正在部署的地震儀、潮汐計和其他探測儀器將使下一次海嘯(如果不是下一次地震)不那麼令人意外。儘管如此,亞洲沿海地區仍面臨未來的挑戰:隨著全球變暖擾亂天氣系統,氣旋及其伴隨的風暴潮將造成越來越大的損失。理想情況下,受災社群應在高出海平面的高地上重建,在那裡它們將受到紅樹林的保護,免受不斷上漲的海洋侵襲。但對於擁擠國家數百萬貧困人口來說,這種安全可能永遠無法實現。

板塊碰撞

Madhusree Mukerjee大眾科學的高階編輯,她在該雜誌報道心理學、人類學和各種其他主題。她撰寫了兩本非小說類書籍:丘吉爾的秘密戰爭(Basic Books,2010 年)和裸體人民的土地(Houghton-Mifflin,2003 年)。她擁有芝加哥大學物理學博士學位,並獲得了古根海姆獎學金以完成她的第一本書。她撰寫了大量關於土著問題、發展和殖民主義的文章,並且正在撰寫第三本書。

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