科学


炙热的熔岩从夏威夷大岛的硬化熔岩壳下方涌出,流入海洋。(图片提供:Patrick McFeeley, National Geographic)

  据美国国家地理网站报道,传统观点认为,夏威夷的火山岛由一个直通地球炙热核心的热岩地幔柱形成,这个热岩地幔柱现仍在给火山岛“供料”。对于这一传统观点,一项新的研究发现提出挑战。美国科学家表示,他们发现坚实证据,证明夏威夷海床下方存在一个巨大的热岩区,但它并不是从地核延伸到地表的地幔柱。这个巨大的热岩区距离最近的夏威夷岛屿数百公里。

  直到现在,研究人员仍表示有关这一地区的理想地震数据非常缺乏,因此很难对这一传统解释提出质疑。传统观点认为来自地核周围的热岩流形成太平洋的这个3100英里(约合5000公里)长的岛链和海底山脉。

  根据传统观点,随着地壳在地幔柱上方滑动——就好像在传送带上——海床喷出熔岩,在数千万年的岁月变迁中,冷却的熔岩层形成山脉和岛屿。地质学家表示,经过对20年的地震数据进行分析,他们在夏威夷地区发现一个800英里(约合1300公里)宽的热岩区,这个热岩区就位于大岛下方。大岛是夏威夷岛链中最年轻的岛屿,传统观点认为它座落于地幔柱上方。

  麻省理工学院地质学家、研究论文合著者罗伯特·范·德尔·希斯特表示:“虽然新证据向巨型地幔柱理论提出质疑,但我们尚不能排除大岛下方存在一个狭小地幔柱的可能性。这个地幔柱的主要源头位于另一个地方,并非在下方直接连接。”此项研究由范·德尔·希斯特与同事曹琴(Qin Cao,音译)领导,研究论文刊登在《科学》杂志网络版上。

  火山在地幔(地球厚度最大的岩层)与熔化外核交汇处形成。外核位于地下大约1800英里(约合2900公里)处。外核加热地幔底部岩石,使其变成具有浮力的灰泥,灰泥涌向地壳上方,好似处在熔岩灯中。在地壳内部几公里处,岩石失压熔化,经常以灰泥的形式喷出地表。

  地震X线断层摄影术利用地震波穿行时发出的声音和回声探测地幔柱或者热区,但有关夏威夷的这种数据非常有限。范·德尔·希斯特说:“对夏威夷下方的地幔进行测绘难度极大,因为这一地区距离大型地震传感器网路太远。”能够证明大岛下方存在地幔柱的数据非常有限,这些数据立基于非常有限的地震波取样。相比之下,新研究对20年的地震数据进行了分析,最终发现了微妙而清晰的信号。

  这些信号指向地下大约410英里(约合660公里)的巨大不规则区域:一个盘状岩石区,温度比周围地区高出300至400摄氏度,距离大岛西部370英里(约合600公里)至1000英里(约合1600公里)之间。研究小组认为这个地幔柱在上地幔和下地幔交界处汇集,而后蜿蜒伸向群岛下方的地壳,最后涌出供给夏威夷火山岛。范·德尔·希斯特指出,需要获得更多证据才能确定何种因素形成夏威夷岛链,但这项研究至少证明“我们的星球丧失热量的方式要比我们此前认为的更为复杂”。此外,这也有助于解释其他太平洋海山如何形成。

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炙热的熔岩从夏威夷大岛的硬化熔岩壳下方涌出,流入海洋。(图片提供:Patrick McFeeley, National Geographic)  炙热的熔岩从夏威夷大岛的硬化熔岩壳下方涌出,流入海洋。(图片提供:Patrick McFeeley, National Geographic)

  新浪环球地理讯 北京时间6月2日消息,据美国国家地理网站报道,传统观点认为,夏威夷的火山岛由一个直通地球炙热核心的热岩地幔柱形成,这个热岩地幔柱现仍在给火山岛“供料”。对于这一传统观点,一项新的研究发现提出挑战。美国科学家表示,他们发现坚实证据,证明夏威夷海床下方存在一个巨大的热岩区,但它并不是从地核延伸到地表的地幔柱。这个巨大的热岩区距离最近的夏威夷岛屿数百公里。

  直到现在,研究人员仍表示有关这一地区的理想地震数据非常缺乏,因此很难对这一传统解释提出质疑。传统观点认为来自地核周围的热岩流形成太平洋的这个3100英里(约合5000公里)长的岛链和海底山脉。

  根据传统观点,随着地壳在地幔柱上方滑动——就好像在传送带上——海床喷出熔岩,在数千万年的岁月变迁中,冷却的熔岩层形成山脉和岛屿。地质学家表示,经过对20年的地震数据进行分析,他们在夏威夷地区发现一个800英里(约合1300公里)宽的热岩区,这个热岩区就位于大岛下方。大岛是夏威夷岛链中最年轻的岛屿,传统观点认为它座落于地幔柱上方。

  麻省理工学院地质学家、研究论文合著者罗伯特·范·德尔·希斯特表示:“虽然新证据向巨型地幔柱理论提出质疑,但我们尚不能排除大岛下方存在一个狭小地幔柱的可能性。这个地幔柱的主要源头位于另一个地方,并非在下方直接连接。”此项研究由范·德尔·希斯特与同事曹琴(Qin Cao,音译)领导,研究论文刊登在《科学》杂志网络版上。

  火山在地幔(地球厚度最大的岩层)与熔化外核交汇处形成。外核位于地下大约1800英里(约合2900公里)处。外核加热地幔底部岩石,使其变成具有浮力的灰泥,灰泥涌向地壳上方,好似处在熔岩灯中。在地壳内部几公里处,岩石失压熔化,经常以灰泥的形式喷出地表。

  地震X线断层摄影术利用地震波穿行时发出的声音和回声探测地幔柱或者热区,但有关夏威夷的这种数据非常有限。范·德尔·希斯特说:“对夏威夷下方的地幔进行测绘难度极大,因为这一地区距离大型地震传感器网路太远。”能够证明大岛下方存在地幔柱的数据非常有限,这些数据立基于非常有限的地震波取样。相比之下,新研究对20年的地震数据进行了分析,最终发现了微妙而清晰的信号。

  这些信号指向地下大约410英里(约合660公里)的巨大不规则区域:一个盘状岩石区,温度比周围地区高出300至400摄氏度,距离大岛西部370英里(约合600公里)至1000英里(约合1600公里)之间。研究小组认为这个地幔柱在上地幔和下地幔交界处汇集,而后蜿蜒伸向群岛下方的地壳,最后涌出供给夏威夷火山岛。范·德尔·希斯特指出,需要获得更多证据才能确定何种因素形成夏威夷岛链,但这项研究至少证明“我们的星球丧失热量的方式要比我们此前认为的更为复杂”。此外,这也有助于解释其他太平洋海山如何形成。(孝文)

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 2010年9月,亚美尼亚米沙摩尔核电站上方冒出一股水汽。这是一座历史遗留的苏联时代老旧核电站之一,没有安全隔离壳设计,并且位于地震带上,在日本核危机之后,这里的安全问题引起了全世界的关注  2010年9月,亚美尼亚米沙摩尔核电站上方冒出一股水汽。这是一座历史遗留的苏联时代老旧核电站之一,没有安全隔离壳设计,并且位于地震带上,在日本核危机之后,这里的安全问题引起了全世界的关注

  新浪科技讯,北京时间4月13日消息,亚拉拉特山(Mount Ararat)是亚美尼亚人钟爱的国家象征。在她的山脚下,有一座拥有31年历史的核电站,这也是一种象征,或是一种诅咒。

  亚美尼亚的米沙摩尔(Metsamor)核电站是许多早期建造的,没有主安全壳的核电站之一。这全部5座苏联时代建造的第一代核电站都已经接近当年的设计使用年限。但由于显而易见的原因,亚美尼亚的这座核电站和其他4座在俄罗斯的同类核电站被隔离开了。更要命的是,米沙摩尔核电站的所在地位于地震频发的地带。

  在日本福岛第一核电站危机之后,亚美尼亚政府正面临更大的安全质疑。由于米沙摩尔核电站设计上的先天不足,以及所处地理位置的不理想,这里可以说是世界上最危险的核电站之一。

  7年前,曾有欧盟官员警告称这座核电站是“对整个地区安全的威胁”,并提出由欧盟提供2亿欧元的援助资金,用于这一老旧核电站的关停。但这一建议遭到了亚美尼亚政府的拒绝。而美国政府同样称这一核电站是“老旧并且危险的”,并敦促亚美尼亚政府尽快进行关停并建造新型核电站。

  目前,在2016年之后关闭米沙摩尔核电站并在同一地区新建核电站的方案正在制定中。但在此之前,亚美尼亚政府别无选择,只得继续保持这一核电站的运转。因为亚美尼亚偏僻的地理位置,它没有多少可以选择的能源,这座核电站提供了这个国家近40%的所需电力。在历史上,它也曾经历过关停米沙摩尔核电站之后导致的刺骨寒冷和无边黑暗,因此关停它不是一个能轻易做出的决定。

  安雅·塔德沃斯杨(Ara Tadevosyan)是Mediamax 的主管,这是亚美尼亚国内的主要新闻机构之一。他说:“人们在关停这座核电站的问题上,会再三权衡继续运行它可能带来的危险,以及关闭它可能导致的能源短缺之间的利害关系。 有了历史上的教训,人们会更倾向于保留核电站,并让自己相信不会有地震损坏它。”

  对核能的依赖

  亚美尼亚位于高加索山区,深居内陆,位置偏僻。全国300万人口非常依赖这做老旧的核电站提供的能源。这种情况在世界其他地方是非常罕见的。由于历史原因,亚美尼亚从苏联分离出来,由于这里复杂的民族冲突,亚美尼亚和邻国的关系都不太好。

  东边的阿塞拜疆和西边的土耳其都关闭了他们和亚美尼亚的边界,这让油气管道的通过成为不可能实现的事情。这样的事实性封锁,给这个偏僻小国的经济雪上加霜。第一次世界大战期间,亚美尼亚和土耳其发生战争,这导致了将近100万亚美尼亚人被杀害,随后,苏联将这个小共和国的西部部分领土割让给土耳其。连亚美尼亚民族的圣山亚拉拉特山,人们心目中诺亚方舟所在的那个山头,现在都已经位于土耳其的境内。

  米沙摩尔核电站距离土耳其边境仅大约16公里,这里属于阿拉斯河流域,农业发达。距离亚美尼亚首都埃里温也仅有大约36公里的距离,那里生活着全国1/3的人口。但这里也位于地震带上,这条地震带从土耳其过来,一直延伸到靠近印度的阿拉伯海。

  1988年12月10日,这里发生一次里氏6.8级地震,造成2.5万人死亡,50万人无家可归。当时,位于震中大约100公里之外的米沙摩尔核电站已经有两台机组建成运转。事后根据亚美尼亚政府和国际原子能机构(IAEA)组织的核查,在那次地震中,核电站并未受损。但由于这次地震引发的对于这一核电站的担忧,苏联政府随后下令关闭了这一设施。

  塔德沃斯杨说,在关闭核电站之后的6年半之间,当地人对于这座核电站的态度发生了深刻的变化。

  “冬天的时候,这里出现了严重的能源危机,每天只有1小时的供电,但有时候整整一周也没有电。你可以想象一下,那可是非常寒冷的冬天啊。”

  1993年,该国修建了一条从俄罗斯输送天然气的管道,但必须途经北边的格鲁吉亚共和国。根据2006年世界银行发布的一份报告,这一项目后来不得不终止了,因为格鲁吉亚境内分离主义分子和恐怖分子进行的破坏实在非常严重。

  1995年,当时已经独立的亚美尼亚政府决定重启两个反应堆中较新的那个。美国哈佛大学荣誉核物理教授理查德·威尔森(Richard Wilson)曾作为援助亚美尼亚国际专家组的成员之一前往该国工作。他记得当俄罗斯专家们从机场出发前往核电站进行重启工作时,人们在路边欢呼庆祝。

  塔德沃斯杨说,当核电站最终重启之后,它成了亚美尼亚的电力来源,也成了亚美尼亚国家的希望。他说:“这是一个标志,黑暗的时代过去了,我们又有电了。时至今日,这种情况还是没有改变。”

  对核电站的升级

  亚美尼亚官员表示,在过去15年间不断进行的改进措施已经增强了核电站的安全系数。在重启核电站之前,亚美尼亚政府从俄罗斯和其他国家运来近500吨各类物资用来进行升级改造工作。

  根据国际原子能机构的数据,在重启之后的多年间,亚美尼亚政府已经对这一核电站进行了多达1400项技术改进工作,其中包括抗震设计,备用电源,建筑加固和冷却系统升级等。美国方面为这些升级工作提供了技术和设备帮助。出于对火灾隐患的担忧,核电站还进行了大规模的防火改造工作,加装了140多扇新的防火隔离门。

  这样做的结果,根据当地官员们的说法,是比当初服役时的设计指标安全得多的核电站。当这座核电站于1969年开始建造时,它属于VVER 440, 230型压水堆,这是最陈旧的核电站设计技术之一,是苏联在1956年至1970年之间开发的技术。它和切尔诺贝利核电站不同,采用水来作为核裂变反应的减速剂,而非后者所采用的固体石墨。但是也正是这些固体石墨,后来成了切尔诺贝利灾难中非常重要的危险源头。现在,采用几乎同样设计的核电站还有11座正在俄罗斯国内运行。

  作为对比,VVER 440型核电站采用水作为缓释剂和冷却剂,这和西方的做法是一致的。事实上,根据国际原子能安全计划办公室的评估,采用了多路冷却水管的VVER系统被认为比西方的方案更加“容许失误”。这个计划是美国能源部实施的,旨在帮助苏联改善其核电站安全水平的项目。VVER 440的设计技术将允许核电站在失去电力供应后保持比西方核电站更长时间的自我冷却,因为它储存有更大容量的冷却水。

  可能正是由于有了这样的设计,在日本核危机爆发之后,亚美尼亚国家核安全委员会主席阿肖特·马蒂罗森(Ashot Martirosian)告诉自由欧洲电台记者,称“这样的事故不可能在这里发生。”

  核工程专家罗伯特·卡兰塔里(Robert Kalantari)时常为美国和加拿大的核能安全机构提供咨询。他说,米沙摩尔核电站和世界上其他地方正在运行的核电站一样,同样能应对一些突发的事件,尽管其设计技术上存在诸多不同之处。

  “米沙摩尔核电站并不比任何其他运行中的核电站更不安全,亚美尼亚作为一个独立的国家,如果离开了这个核电站将无法生存。因此必须确保这一核电站是安全的,运行正常的,能为国家提供可靠能源保障的设施。”(晨风)

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  新浪环球地理讯 北京时间3月31日消息,据美国国家地理网站报道,日本福岛第一核电站事故让那些严重依赖核电的国家重视面临的地震风险。研究发现,世界上几个核能大国面临的地震威胁有很大不同。

  1.美国沿海成关注焦点

美国沿海成关注焦点美国沿海成关注焦点

  美国核电年发电量:7987亿千瓦时

  尽管美国自1979年三哩岛核事故发生以来再未建设新的核电站,但它无疑是世界上最大的核电生产大国。美国的104座核反应堆生产的电能,比法国和日本的核电总产量还要多。但是由于美国的用电量很大,这些核电站提供的电量仅占美国电能总产量的20%。看一看美国的地震风险图,难怪在日本大地震后,加利福尼亚州的两座核电站会成为美国政府最关注的对象。圣克莱门特的圣奥诺弗雷和阿维拉海滩的代阿布洛峡谷(Diablo Canyon)都位于活断层带附近。

  西北大学地球和行星科学系地震学家赛斯·斯坦表示,美国西部这一地区正好位于北美构造板块与太平洋板块交界处,其地震风险大约比美国东部地区高5倍。他是最近出版的《灾难延时(Disaster Deferred)》一书的作者,这本书描写了新科学是如何改变人们对美国中西部地区的地震风险的看法的。正如书上所说,该国中部和东部地区存在一些地震风险,美国的大多数核反应堆都建在这里。南卡罗来纳州的查尔斯顿、马萨诸塞州的波士顿和密苏里州的新马德里附近都曾发生过地震。

  福岛核事故发生很久以前,美国能源及核能管理者和非营利组织——美国电力研究院已经开始对美国中东部地区的地震风险进行重新评估。评估结果有望在今年底得出。美国地震多发地带阿拉斯加州没有核电站。

  2.法国非常信任核能

法国非常信任核能法国非常信任核能

  法国核电年发电量:3893亿千瓦时

  在法国蒙特利马尔附近的隆河谷(Rhone Valley),克律亚斯(Cruas)核电站的冷却塔上的风力涡轮机并不是令这里变得与众不同的唯一一个建筑物。20世纪90年代初期建设的这座核定站,是世界上唯一两座具有隔震系统(seismic base isolation,地基处安装的弹性装置,可以吸收震动)的核电站之一。每座反应堆下有1800多个 橡胶支座,每个 橡胶支座厚达几英寸。另一座这种核电站位于南非开普敦附近。

  尽管法国核电站的产电总量不及美国核电总产量的一半,但是没有哪个国家像法国一样,这么依赖核电。法国80%的电能产自该国19座核电站的58个核反应堆。斯坦表示,法国的地震风险不是太大。即使是最活跃地区,其地震风险也仅相当于美国的中东部地区。

  尽管克律亚斯核电站拥有特殊的地震防护系统,但是它并不位于法国地震最活跃的地方。该国的地震活跃区位于法-德边界的莱茵河谷。斯坦表示,沿着这条河谷的断层系统给法国、德国、比利时和荷兰带来地震风险。距离这一区域最近的核电站是位于莱茵河上的费森海姆核电站,它是法国最老的核电站。从全球地震危险性评估计划绘制的图上,可以了解全球的地震风险情况。斯坦表示,这是10年前开始进行的一项计划,旨在协调不同国家测量地震风险的方法,对世界范围的地震风险予以评估。

  3.日本从风险到灾难

日本从风险到灾难日本从风险到灾难

  日本核电年发电量:2658亿千瓦时

  尽管现在日本福岛第一核电站事故被认为是世界上最严重的一次核事故,但它曾是这个严重缺少能源的国家的一个核电典范。日本在战时是唯一一个遭受核弹袭击的国家,然而20年后该国进入所谓的“和平原子能”状态,利用核能促进经济增长。由于没有国产化石燃料,日本被迫从国外进口所需的所有石油、煤和天然气,面对这种情况,日本把核电站视为一种可以产生大量电能的方法。自1966年该国的第一座商业核电站开始运营至今,日本已经建成54座核反应堆,其中包括世界最大反应堆——位于日本西海岸新泻县的柏崎刈羽核电站。

  核能发电满足了日本三分之一的电能需求,在福岛核事故发生以前,该国打算把核电产电量在国家电能总产量中所占的比例,由2017年的40%提高到2030年的50%。日本位于4个重要构造板块的交界处,是世界上最有可能发生地震的国家。而且在日本这个地震多发区居住着1.265亿人。斯坦表示,阿拉斯加州的地震风险与此类似,但是该州的人口不超过70万。

  当然,日本的所有核电站都位于地震多发带。核工业代表和核电站反对者很快指出,海啸后柴油机备用系统出现故障(并不是海啸造成的)直接引发福岛核事故。核工业官员曾指出,这座核电站经历有史以来最强的一次地震后幸存下来,它的表现跟计划的一样。在自然灾害和其他规模更小的灾难面前,断电是更常见的风险因素。例如美国忧思科学家联盟的核安全项目主管大卫·洛克博姆表示:“我们的电站无法承受飓风或海啸的袭击,我们更易受到断电和失去备用设备的影响,无论这是由墨西哥湾的飓风、东部地区的冰暴引起的,还是由克利夫兰的树木导致的。”

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  4.重返地球

重返地球重返地球

  3月16日,搭乘俄罗斯“联盟”号飞船重返地球的宇航员在哈萨克斯坦阿尔卡雷克附近降落后,他们躺在地上休息一小会。这些人包括奥列格·斯克里波奇卡(左)、亚历山大·卡莱利(中)和斯科特·凯利。该机组在国际空间站呆了近6个月。

  5.恒星诞生

恒星诞生恒星诞生

  据欧洲南方天文台说,新生恒星喷出的物质与周围气体和尘埃云团发生碰撞,生成炙热的弓形、点状和条纹图案,看起来很像一幅超现实主义画作。这张图片由智利欧洲南方天文台的甚大望远镜拍摄,并于3月16日公布,它为人们更近距离地观察NGC 6729区域的新生恒星对周围环境产生的巨大影响提供了机会。NGC 6729是距离地球最近的一个恒星托儿所。

  6.日本地震前后

日本地震前后日本地震前后

  日本东部城市鸟海(Torinoumi)的照片,左图是2010年9月拍摄的,右图是在日本里氏9级地震和海啸发生一天后,即3月12日拍摄的。德国卫星拍摄到这两张图片,日本大地震发生后的48小时内,有超过63颗卫星对其进行观测。

  7.遥远星系

遥远星系遥远星系

  欧洲航天局3月9日宣布,他们已经发现迄今最古老、最遥远的星系簇(合成卫星及X射线图像)。据欧洲航天局的网站上说,跟在早期宇宙里发现的其他天体结构不同,从星系簇CL J1449 0856发射的大量X射线和星系成员众多可以看出,它已经进入青春期。(孝文)

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日本岩手县大槌町,自卫队士兵正在废墟中努力搜寻幸存者日本岩手县大槌町,自卫队士兵正在废墟中努力搜寻幸存者
日本位于三个大板块:太平洋板块、菲律宾板块以及鄂霍茨克板块交界处。此次发生的日本强震震中位于日本海槽的南端,是由鄂霍茨克板块和太平洋板块碰撞引起的。  日本位于三个大板块:太平洋板块、菲律宾板块以及鄂霍茨克板块交界处。此次发生的日本强震震中位于日本海槽的南端,是由鄂霍茨克板块和太平洋板块碰撞引起的。

  新浪科技讯 北京时间3月17日消息,据美国国家地理网站报道,尽管周五的日本地震是该国历史上有记录以来最强的一次,引发了强烈破坏和大规模海啸,并导致核电站事故,给日本造成了严重损失。但是专家表示,这次的强震可能还并非人们预料将可能发生的“超强地震”。这并不是说9.0级的地震还不够大,还是因为这次地震发生的地点和理论不符。

  长期以来,地震学家们一直认为日本正酝酿着一次强震,这一强震的震中位置则将是1923年日本关东大地震的翻版,即其发生地是位于一条非常靠近东京的断裂带上。那次大地震几乎摧毁了东京,造成大约14.2万人遇难。

  日本地质情况复杂,这是其独特的地理位置造成的。日本位于三个大板块:太平洋板块、菲律宾板块以及鄂霍茨克板块交界处。这三个板块相互挤压碰撞,造成日本地震活动频繁发生。

  1923年的关东大地震震级估计为7.9级至8.4级之间,其原因是菲律宾板块向日本大陆发生碰撞挤压,地震的震中位于东京附近的一条断裂带:相模海槽(相模トラフ,)。

  而上周的地震发生地相比之下更加偏北,位于日本海槽的南端,是由鄂霍茨克板块和太平洋板块碰撞引起的。

  美国俄勒冈州立大学活动版块和海床制图实验室主任克里斯·歌德费因格(Chris Goldfinger)说:“大部分专家都没有料到在那个地方会发生那么强烈的地震。”这是因为日本海槽附近在过去的数千年内一直不断在发生着较大的地震,但从来不会出现这样的超级强震。

  对于这一观点,来自美国伊利诺伊州西北大学伊万斯顿分校(Northwestern University in Evanston)的地球物理学家赛斯·斯特恩(Seth Stein)表示赞同。他说:“长期以来,日本人一直在为一场大地震做准备,但是他们预计地震的发生地应当更偏南,基本上位于东京湾附近。”而根据美国地质调查局的数据,此次的地震还造成了整个日本平移了约2.4米。

  地震预测是伪科学?

  但专家们同时也指出,这并不是说日本海槽在地震学上是不活跃的。罗伯特·耶茨(Robert Yeats)教授指出:“日本北部历史上不断发生着地震。”他是俄勒冈州立大学科瓦利斯分校的地质学专家。

  而西北大学的斯特恩教授指出:“问题就在于,我们缺乏足够长期的历史资料来判断一处地点可能发生的最强地震的震级是多少。”

  即便对于日本也是一样。要知道,尽管不是如现代地震学资料那样精确,但是日本保存有1100年来该国发生的地震的记录。

  按照美国国家地质调查局地震风险评估项目的高级研究科学家大卫·安普盖特(David Applegate)的说法:“近期的历史记录无法帮助我们预测会发生什么。”

  因此,专家们认为,目前仍然存在着在更加偏南的相模海槽再次发生一次超强地震的风险。

  大地震前已有预测

  但历史地震记录并非科学家们进行地震预测的唯一手段。

  举个例子,根据俄勒冈州立大学耶茨的说法,东京大学有一位地震学家池田康隆(Yasutaka Ikeda)曾使用GPS技术对日本海槽沿线的板块挤压应力进行了精确的测量。

  之后,池田教授将测得的地质应力积累的数据于已经发生的地震中所释放出的能量进行对比。

  他得出的结论是:就积累的地质应力释放而言,本世纪内这里发生的地震还不够多。因此他得出结论,应当还会出现一些强震——比如这一次发生的特大地震。

  这次地震发生时,池田教授正在中国访问。但即使是他,得到消息之后也是大吃一惊。他在一份发给国家地理的电子邮件中说:“我可是从来没有想到过在我的有生之年会发生这样的强震。”

  日本大地震前曾发生前震

  直到事后,人们才猛然意识到,这次的地震其实是有前震的:3月9日,也就是大地震到来前两天,同一地区曾发生过一次里氏7.2级地震。

  但一般而言,在这样规模的地震之后,应当是更多更小的余震,而不会出现再次这样巨大规模的强震。

  美国地质调查局的安普盖特教授说:“许多7级左右的地震之后都会出现逐渐减弱的余震。而这一次,直到事后,当我们回过头去看的时候才猛然意识到,那一次的7.2级地震其实只是一次前震。”。对此,他表示,发生这样的事件的概率仅有大约1/20,非常罕见。

  而在地震后的3月11日,美国联邦紧急事务管理署召开的一场吹风会上,署长克莱格·福格特(Craig Fugate)表示:“这一切的底线是一点,那就是地震到来时可能是没有警报的。”

  他说:不论我们修建多么坚固的抗震设施,地震引发的海啸和强烈的地面晃动还是会多多少少造成损失。(晨风)

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日本宫城县,强烈地震引发的海啸卷走了大量汽车和房屋,景象惨不忍睹。(图片提供:Keichi Nakane, Yomiuri Shimbun)  日本宫城县,强烈地震引发的海啸卷走了大量汽车和房屋,景象惨不忍睹。(图片提供:Keichi Nakane, Yomiuri Shimbun)

  新浪环球地理讯 北京时间3月15日消息,据美国国家地理网站报道,11日,日本发生9级强烈地震并引发可怕海啸,造成重大人员财产损失。这场灾难促使人们再次将目光聚焦在海啸成因、警报信号以及如何应对海啸威胁上。根据美国媒体报道,这场地震是有记录以来震级最大的地震之一,强震引发的巨大海啸袭击了日本东岸,导致数千人死亡。几小时内,海啸抵达夏威夷,包括南美洲、加拿大、阿拉斯加在内的太平洋地区以及包括俄勒冈州沿海在内的美国部分地区均发布海啸预警。

  海啸如何形成?

  海啸是海下地震、山崩或者火山喷发引发的一系列巨大海浪。巨型流星撞击海洋也能引发海啸,但这种情况较为罕见。曾发现小行星撞击痕迹的科学家表示,35亿年前的小行星撞击引发的大海啸曾经吞噬整个地球,除了最高的山脉外,巨浪淹没了地球上的一切。受大海啸影响,大陆海岸线发生巨变。

  如果拥有足够能量,地震能够导致海底发生位移,进而引发大量海水的突然移动,制造海啸灾难。海啸的英文单词“Tsunami”源于日语,在日本,海啸实际上非常普遍。最近几个世纪,死于海啸的日本人多达数千名。海啸并不是一个单一的海浪,而是一系列海浪,也被称之为“波列”。在海啸灾难中,最初的海浪并不一定最具有破坏性。值得一提的是,海啸并不是潮汐。

  海啸波的长度可达到60英里(约合100公里),最长相隔时间可达到一小时。海啸能够在不损失大部分能量情况下席卷整个海洋。2004年的印度洋大海啸向非洲方向推进了3000英里(约合5000公里),抵达非洲时的能量也足以造成人员伤亡和财产损失。科学家表示太平洋西北地区曾于1700年发生9级大地震,强震引发的海啸导致可怕洪水,给日本太平洋沿岸地区造成巨大破坏。

  速度相当喷气机

  海啸能够在不引人注意的情况下以每小时500英里(约合每小时800公里)的速度迅速抵达海面,不到一天之内便可席卷整个海洋。根据有关海水深度、距离以及引发海啸的事件发生的时间,科学家能够计算出海啸何时抵达地球上的不同地区。

  在开阔海域,海啸在海面上的高度可能不到1英尺(约合30厘米),这也就是为什么水手很难意识到海啸发生。但强大的冲击波能够快速穿过海洋,速度有时与一架商用喷气式客机不相上下。一旦抵达海岸附近的浅水域,海啸的速度便会减缓。海啸在海面上的速度超过海底,导致海平面戏剧性上升。

  暗礁、海湾、河流入口和海下构造等地理特征能够分散海啸的能量。在一些区域,海啸只会导致海平面垂直上升几英寸或者几英尺。其他区域,海啸则可导致海平面垂直上升100英尺(约合30米)。绝大多数海啸导致的海平面上升幅度不超过10英尺(约合3米)。根据新闻报道,2004年12月发生的印度洋海啸在一些区域的高度达到30英尺(约合9米)。在其他地区,目击者称海平面快速上升。海啸引发的洪水可向内陆推进1000英尺(约合300米)以上,卷走巨石、汽车并摧毁房屋。

  在最后抵达内陆地区时,海啸并不一定以一系列巨浪的形式出现。它们可能更像是快速上升的潮汐,同时伴随海下区域剧烈涌动,将人卷入海底,撕碎沿途的物体。整个海滩都会被海啸掀翻。很多目击者称海啸的声音就像是货运列车。

  导致巨大伤亡

  2004年印度洋大海啸是有记录以来破坏性最大的海啸,共导致20多万人死亡,很多人被大海无情吞噬。在2004年之前,破坏性最大的海啸发生在1782年,由中国南海发生的地震引发,估计共造成4万人死亡。1883年,南爪哇海发生的由印度尼西亚喀拉喀托火山喷发引发的海啸共导致大约3.65万人死亡。1868年,智利北部地区遭海啸袭击,共有超过2.5万人丧生。

  美国国家海洋与大气管理局表示,太平洋是迄今为止最为活跃的海啸多发区。包括加勒比海、地中海、印度洋和大西洋在内的海域同样会产生海啸。北大西洋发生的海啸包括1775年由里斯本地震引发的海啸,共导致葡萄牙、西班牙和北非的6万人死亡。这场地震在加勒比海引发的海啸高度达到23英尺(约合7米)。

  自1498年以来,地中海曾发生37场海啸,其中一些由当地发生的事件引发,其他则由相隔很远的事件引发,例如1775年发生的海啸,这场海啸由葡萄牙附近发生的地震引发。所有这些海啸共导致大约9500人死亡。1999年土耳其伊兹米特地震在马尔马拉海引发大海啸。

  海啸预警信号

  地震是海啸的一个天然预警信号。如果感觉到强烈震动,千万不要在海岸停留。如果听到地震发生的消息,海啸也可能随之而来,公众可以通过广播或者电视获得更多信息。地震可以引发数英里外的海域发生海啸。在地震发生后几小时,海啸便随之发生。

  目击者称曾在海啸来临前发现水面出现明显的起落。如果发现海水异常且快速后退,可能就说明一场海啸已经在来的路上。这个时候,应立即前往地势较高的地方躲避。印度洋海啸之所以导致很多人死亡是因为他们走下海滩,观察后退的海水。专家们认为,发现海水后退后,人们最多有5分钟时间撤离危险区域。

  海啸是一系列海浪,最初的海浪可能并不具有最大的危险性。在最初的海浪抵达海岸之后,海啸的危险性仍会持续几个小时。海啸波列可能以一系列海浪的形式出现,相隔时间在5分钟至1小时之间。在此之前,海水会反复出现后退和向前推进。为了避免成为海啸的牺牲品,人们应一直远离危险区域,直至听到已经安全的消息。

  印度洋海啸的幸存者回忆说,当时的海水快速涌起,带着可怕的力量冲向海岸。在海水退却时,很多人被卷入大海。海啸潮在海岸一带的破坏性存在差异,在一个点破坏性较小,在相隔不远的另一点则破坏性较大。但我们不能进行这种预测,因为将一个地区的海啸与其他地区海啸区别开来的迹象少得可怜。海啸可以抵达跟大海相通的河流和溪流,如果发生海啸,人们应该像远离海滩一样,远离这些水域。

  如何应对海啸?

  美国国家海洋与大气管理局表示,由于开阔海域的海啸波很难察觉,在海上行驶的当地船只收到海啸预警后不应返港,因为海啸会导致港口的水面快速变化,带来无法预测的危险水流。如果有时间同时水手获得港口管理部门的批准,船只业主可以驾船出海,应对海啸。发生海啸时,人们不应留在停靠在港口的船只上。海啸往往给船只带来重大损毁,摧毁吃水线以上部分。

  由于意识到潜在海啸可能淹没美国西岸,国家海洋与大气管理局、美国地质调查局、联邦紧急事务管理局启动了一项计划,以更为准确地预测海啸。随着海啸穿过大海,安装在海床上的一系列灵敏的科学记录器能够测量上方海水发生的变化,将信息传送给浮标上的传感器,传感器随后将数据传给卫星并立即传输给预警中心。

  太平洋海啸预警系统由26个成员国参与,负责监测太平洋地区的地震和潮汐观测站。这一系统能够预测地震引发的海啸并发布海啸预警。2006年6月,国际印度洋海啸预警系统正式启动。此外,政府也应该普及海啸常识。如果感觉到或者得知地面强烈震动,人们无需等待政府的海啸预警,应立即与家人和朋友前往地势较高的地区躲避。(秋凌)

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  新浪环球地理讯 据美国国家地理网站报道,美国宇航局3月1日宣布,智利2月27日发生的里氏8.8级大地震冲击力巨大,可能移动了地球轴心,缩短了一天的时长。

  地球一天缩短1.26微秒

  美宇航局下属喷气推进实验室地球物理学家理查德-格罗斯(Richard Gross)通过电脑模型评估了智利大地震造成的影响。模拟结果显示,由于加快地球自转速度,智利大地震可能使地球一天的时长缩短了1.26微秒(1微秒等于百万分之一秒)。为进行比较,格罗斯利用相同的电脑模型,对2004年12月发生的苏门答腊9级大地震进行了估计,结果显示那次地震使地球一天的时长缩短了6.8微秒。

  格罗斯的研究还显示,智利大地震使地轴移动了大约3英寸(约合8厘米)。地轴是一条人为想象出来的线,偏离地球自转所围绕的南北轴约33英尺(约合10米),依照这条线,全球分布不均衡的质量也因此变得均衡起来。

  为解释这种不同之处,美国威斯康星大学密尔沃基分校地震学家基思-斯维尔德鲁普(Keith Sverdrup)将地球比作一个手里握着块石头、身体不停旋转的花样滑冰选手。这名选手的旋转轴依旧处于身体中央,但她的轴心会随握石头的手的方向而稍微移动。斯维尔德鲁普未参与美宇航局的最新研究。

  如何缩短地球一天时长

  智利大地震是怎样给地球注入一点涡轮推进力的呢?斯维尔德鲁普再次用身体旋转的花样滑冰选手来说明这一点:“当她收紧手臂的时候,身体旋转的速度开始加快。”同样,在智利大地震期间,由于地球的部分质量被更快地吸引,地球的旋转速度开始加快。智利大地震是所谓的逆冲地震(thrust earthquake),即在地球大部分表面(智利大地震是纳斯卡板块)滑入相邻板块下面时发生的地震。

  这一过程被称为潜没,能够引起地震和火山喷发。斯维尔德鲁普说:“纳斯卡板块的岩层沉入地球内部,这就像是花样滑冰选手将双臂向身体缩回一样。”由于向内移动,只有逆冲地震能缩短地球一天的时长。其他类型的地震则不会影响地球自转,比如水平滑移地震,这时,一个板块会水平移过另一个板块。

  当前,科学家虽然可以测量地球一天的时长,但精确度只能达到20微秒左右,所以,智利大地震造成的一天时长缩短是估计出来的,而不是测量出来的。斯维尔德鲁普说:“但是,这并不意味着智利大地震的影响不存在,虽然这种影响稍纵即逝。”智利大地震引起的地球一天时长缩短并不会永远持续下去,而这种影响的准确持续时间也无法进行测量。逆冲地震并不是能够缩短或增加地球一天时长的唯一现象。火山喷发或月球的潮汐作用也能产生这种影响。

  大地震源于1960年?

  美国科学家3月1日在另一项研究中表示,最新地轴移动可能源于1960年智利9.5级大地震产生的压力积聚。马萨诸塞州伍兹-霍尔海洋研究院地质学家林建(音译)在一份声明中称:“智利大地震的成因故事与2004年12月26日的苏门答腊里氏9级大地震非常相似,那次地震发生以后,苏门答腊断层南端又在2005年3月28日发生了里氏8.7地震。”

  “唯一的不同之处在于,1960年智利大地震北面相邻部分是在50年以后裂开的,而2004年苏门答腊地震南端相邻部分只用了三个月便断裂了。”林建表示,目前尚不清楚智利断层为何用了远比苏门答腊断层更长的时间“重复上一次的事件”。他说:“即便是50年发生一次大地震,我们在一生当中仍有可能遇到一次。因此,我们应该认真考虑地震接连发生的可能性。” (孝文)

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在得知智利大地震所引起的海啸并没有预期中那么强大后,日本宫城县渔民开始返回自己的渔船。(图片提供:Kazuhiro Nogi, AFP, Getty Images)
在得知智利大地震所引起的海啸并没有预期中那么强大后,日本宫城县渔民开始返回自己的渔船。(图片提供:Kazuhiro Nogi, AFP, Getty Images)

  新浪科技讯 北京时间3月2日消息,据美国国家地理网站报道,此次智利特大地震可以称得上是有历记录以来最强地震之一,地震现已导致700多人死亡,许多城市被夷为平地。然而,出乎意料的是,此次大地震所引起的海啸却比预期的要小得多。这个奇怪的现象引起了专家们的思考,美国数位科学家给出了较为合理的解释和推测。

  据科学家介绍,此次抵达日本的海啸波仅有1.2米高,而汤加的南太平洋岛屿周围的海啸波也只有2米。通常情况下,海啸往往会形成30多米高的滔天巨浪。此外,夏威夷监测到的海啸波高度更是只有1米,海啸如此之小以致于无法造成任何破坏。

  美国南加州大学海啸研究中心主任科斯塔斯-西诺拉基斯表示,这种现象并不意味着夏威夷的海啸就此微弱地结束。不过,西诺拉基斯认为,海啸也只会比电脑模型预测的1.25米高度稍微小一点。他表示,“我想表达的主要观点就是夏威夷的全员撤退是没有必要的。”

  美国伊利诺斯州西北大学地球物理学家埃米尔-奥卡尔也承认,智利大地震所引发的海啸并非真正的如此之小。他说,“它比近45年来我们在太平洋所见到的任何海啸都要大。”奥卡尔补充说,这次海啸只是看起来好像比较小,这是因为夏威夷和日本同时分担了它的冲势,还因为这两处地方仍然铭记发生于1960年和1946年的更大海啸。奥卡尔表示,“两地公众都应该记得这两起海啸,因为它们差一点毁了夏威夷。”

  当然,地球物理学家仍然需要一段时间才可理解和确定为什么海啸没有预料中那么大的真正原因。奥卡尔猜测,部分原因可能是这次海啸发生于智利沿岸的太平洋中较浅海域。他解释说,“对于当地来说,这并不改变任何事情。但是,随着海啸波传播到太平洋盆地真正的深水区,浅水区就有可能会在一定程序上减小它的振幅。”

  撤离夏威夷的决定纯粹是根据智利大地震的恐怖震级而决定的。8.8级的智利大地震是过去110年中第五强震,此次地震与1960年的9.5级地震发生于同一地区。1960年的大地震将强大的海啸波越过太平洋传播到夏威夷、日本等地,最终导致夏威夷61人死亡,日本138人死亡,菲律宾32人死亡或失踪。

  但是,科学家表示,仅仅根据单独的地震信息来预测海啸是非常困难的,因为地震可能会造成海床上下和前后左右震动。美国俄勒冈州立大学辛斯代尔波浪研究实验室临时主任所罗门-伊姆介绍说,“如果所有震动是水平的,就不会有海啸发生。”

  为了说明这个问题,海啸预测必须结合地震信息以及海床监测设备的实时监测信息。这些海床监测设备非常敏感以致于它们可以测量出数千英尺之上海面经过的海浪的压力差异。西诺拉基斯介绍说,“这些浮标位于深海中,它们的测量数据可以帮助我们估测波浪的大小并及时更新预报模型,还可以帮助我们估算事件的持续时间以及被触发的海啸波的数量。”

  尽管这些监测设备数量非常少,而且分布得很散。但是,科学家们对此次智利大地震所引发的海啸的预测事实上却很接近正确。比如,模型预测到地震可能会引起洛杉矶港产生较小波浪,预测的结果与实际发生的事实相吻合。西诺拉基斯表示,“预报非常正确。”(彬彬)

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2010年2月27日,美国政府官方地图显示,有可能形成的太平洋海啸将于当日晚些时候来袭。
2010年2月27日,美国政府官方地图显示,有可能形成的太平洋海啸将于当日晚些时候来袭。

  新浪科技讯 北京时间3月1日消息,据美国国家地理网站报道,智利8.8级地震发生12小时后,由地震引发的首轮海啸波以喷气式客机的速度越过海洋袭击夏威夷,海啸波高达1米。同时,海啸警报仍然对俄罗斯和日本有效。

  据科学家介绍,在远海上,海啸波波峰较低,一般不会造成破坏。但是,一旦当它们抵达陆地,它们将掀起巨浪,以意想不到的能量袭击海岸。海啸波的能量来自地震本身。美国俄勒冈州立大学辛斯代尔波浪研究实验室临时主任所罗门-伊姆介绍说,“海洋中巨大的水柱被掀起或降落,于是在这一过程中就产生能量。这种巨大的水柱中包含有许多能量。”

  正如智利的大地震一样,当地震发生于沿海区域时,海啸波会沿着两个方向传播,一个是朝向大陆传播,一个是向远海传播。朝向大陆传播的海啸波会立即袭击沿海区域。它们传播的速度比普通波要快得多,这是因为海洋的整个水体(即从海面到洋底)是共同水平移动的,甚至是海洋的最深处同样也是如此,而且它们的波长也非常长。而另一方面,风波只是在海洋表面推动海水。

  这种差异意味着海啸波传播的速度大约为每小时725公里到800公里,而且波峰之间的距离长达160多公里。据了解,袭击夏威夷的首轮海啸波大约有1米高。但是伊姆认为,这并不意味着此后就没有更大的海啸波,或许还有海啸波会袭击其他地方,这是因为预测海啸波高度是非常困难的。其中部分原因在于一些海洋区域比较容易聚焦到来的海啸波,使得海啸波的高度高到出乎意料,然而,附近的其他区域却可能根本没有任何高涨的波。

  但是,海啸波能级的大小还依赖于地震活动的具体细节。伊姆解释说,“如果地震是上下剧烈活动,那么就有可能造成海啸。但是,地震也有可能是前后水平地移动海床。如果所有地震活动都是水平的,那么就不会发生海啸。”

  此外,不管是上下运动、可以产生海啸的地震,还是水平运动的地震,它们在地震检波器上看起来都非常相似。唯一能够准确测量出究竟发生了哪种地震的方式就是在地震发生数日、数周甚至数月后扫描海床。然后,这种方式却不能用于预测24小时内跨越整个海洋的海啸波所带来的危险。伊姆表示,“因此,我们给出的预测带有极大的不确定性。”(彬彬)

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