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太平洋板块俯冲与日本巨大地震的周期性发生 精选

已有 13828 次阅读 2011-3-12 11:14 |个人分类:地球物理|系统分类:科普集锦| 新闻, 日本, 老百姓, 太平洋, 地震发生

    看到新闻中播放的日本巨大地震所造成的惨烈后果,深感震撼。此时此刻,惟愿震灾区的日本老百姓,包括居留与学习在那儿的国人同胞,能够早日度过难关。
    日本是世界上地震发生最为频繁的国家之一,这种现象是与太平洋板块俯冲与日本周边的板块运动紧密关联的(图一)。对环太平洋俯冲带地震活动性的解释,是当今板块构造学说最为成功的例子之一。
              
    图一显示,日本列岛生存于太平洋与欧亚两大板块的夹缝之中,在对东亚包括日本列岛的板块划分历史上,最初,整个日本列岛被一切为二,分别归属于欧亚与北美两大板块系统,整个日本列岛的大部分归属于欧亚板块(图一左上)而直接面对太平洋板块的强烈俯冲;后来的研究发现,日本列岛可能是从其中间部分分开,并分属于欧亚与北美两大板块(图一右上),其北半部分属于北美版块,东侧承受太平洋板块俯冲,而西侧则以接力方式,向欧亚板块亦即中国的东北地区俯冲,同时,其南半部分与中国大陆地区部分整体相连,构成欧亚板块的东缘部分,承受来自于太平洋与菲律宾板块的接力俯冲。
    进一步的工作表明,北美版块中的鄂霍兹克海部分与日本列岛的北半部分,作为一个整体,可以作为一个独立的鄂霍兹克微板块从北美版块中分离出来(图一左下);甚至,日本的本州部分,也就是这次日本发生巨大地震所在的地区,作为一个微板块,可以进一步从鄂霍兹克微板块中独立出来(图一右下)。
    但无论如何,日本列岛由于受到太平洋板块的强烈俯冲作用,而持续处于地震的多发与强发之现状,都是不可改变的一个事实。
    其实,关于在日本四国岛的日本南海、北上至东京都所在的关东地区,一直持续向北到靠近北海道的南部,自本世纪初开始,会在最近的10-30年,发生一次8级以上的巨大地震,已经基本成为地震学家们的共识。
    考虑到太平洋板块自南向北对该地区的俯冲速率为每年65到85毫米范围变化(图二),而一个巨大(例如一个8级地震)地震的应变累积会在5-7米左右,因此,经过大约70-120年,这种太平洋俯冲运动的缓慢积累,该地区便会完成一个巨大地震的能量积聚过程,而迟早会被释放出来。
    历史地震记录显示,在过去的500年间,该地区巨大地震的发生周期为90-150年,另外一些科学家们,给出的估计是70-100年,平均为85年,这种估计差别的存在,主要在于他们对于历史上发生于该地区之巨大地震、特别是早期阶段所发生的巨大地震震级大小之认定的不同上。
    最近一次的日本关东巨大地震,发生于1923年,距本世纪开始的2000年,已经77个年头,已经严重逼近科学家们关于该地区巨大地震复发周期的估计。这也是为什么本世纪一开始,便在日本国内,包括民间与学术界两方面,俱都掀起了一波又一波关于日本关东地区,距世纪之初的近期内,将要再发生一次巨大地震的讨论之原因。
    日本国内每年这样频繁的、关于此类问题的重复讨论,于外人看来,宛如我们看到的放牛娃儿,高声呼喊“狼来了”的类似情景。但是,终于这次,一个接近9级的巨大地震,在距离上一次日本关东大地震88年之后,在该地区那么突然地、先是静静继之非常猛烈地,如约踏来。
    不过,联系到该地区历史上所发生巨大地震的实际时间空间分布,以及地震学家们关于太平洋板块在该地区俯冲速率的估计,完全可以预言,这次日本巨大地震、包括其后一系列持续余震的发生,而会释放掉80余年来不断积累的绝大部分应变能量。相应地,在未来的50-70年内,该地区能够再次发生8级以上巨震的概率,便会降至极低极低的程度了。
    

主要参考文献

  1.    Seno T, Sakurai T, Stein S. Can the Okhotsk plate be discriminated from the North American plate? J. Geophys. Res., 1996, 101: 11305-11315

  2.    Wei D, Seno T. Determination of the Amurian plate motion, in Mantle Dynamics and Plate Interactions in East Asia, Geodynam. Series ed. By M. Flower et al. Am. Geophys. Union. 1998, 27: 337-346



解析日本大地震
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