2015 年,道恩·强森主演的灾难动作大片《末日崩塌》火遍全球,里面最惊心动魄的内容,就是那场从洛杉矶延伸到旧金山的超级大地震,绝对称得上「毁天灭地」。在影片中,科学家对这场地震最糟糕的预测,就是认定其震级将超过 9.5 级。
无独有偶 年,在美国著名「B 级片大师」约翰·卡朋特拍摄的《洛杉矶大逃亡》里,洛杉矶也是因为一场超级大地震,被彻底从美国大陆上撕了出去,变成了一个孤岛,而这场地震的震级,也是被设定为「9.6 级」。
为什么电影里虚构的超级大地震,都是以 9.5 级为标准呢?难道这是人们对大地震想象的极限么?
的确可以这样理解,因为在人类历史上,我们经历并记录下的最大的地震,就是 9.5 级。这场地震,就是 1960 年的智利大地震。
通常人们描述一场地震的可怕程度,首先都会说它造成了多少人伤亡、摧毁了多少建筑、波及到了多远的地方。但是谈到智利大地震,许多资料文献都是把这些肉眼可见的「人间疾苦」放到后面,先从地球物理学的角度去阐述它的影响。
在这场地震中,地壳释放出的能量相当于 2.7 万颗广岛原子弹爆炸的威力,这股巨大的能量使地球自转的地轴偏移了大约 8 厘米,美国 NASA 的研究人员通过计算机模拟推演发现,整个地球的自转速度也因为这场地震发生过变化,从理论上来说,地球上每天的时长因此比之前缩短了 微秒。
这种撼动整个地球的地震,它究竟是怎么形成的?它的破坏力到底有多大?它对我们的世界带来了多大的影响?在未来,我们有没有可能经历比这更严重的地震呢?
带着这些疑问,我们来看一看与这场灾难相关的方方面面。
「多震之国」智利
要说哪个地方配得上「多震之国」的称号,我们一般会先想到日本,但实际上,在环太平洋地震带的另一侧,有一个国家比日本更「熟悉」地震,那就是智利。
在地理方面,智利其实是一个有着不少奇异设定的地方。
智利是世界上地形最狭长的国家,位于南美洲西南部,地处安第斯山脉西麓,西临太平洋,最南端与南极洲隔海相望,因此被誉为「天涯之国」。智利的国土从东到西,最窄的地方只有 96 公里、最宽的地方也才 362 公里,平均宽度 180 公里,相当于上海到杭州,但是智利从南到北的距离却有 4300 多公里,相当于从黑龙江到西沙群岛,所以从地图上看,智利简直就是一根夹在太平洋和南美大陆之间的分割线,而这条线,也正好与太平洋板块与美洲板块的 「接缝儿」——秘鲁智利海沟、安第斯山脉保持平行。
处在这样的地理位置,脚下的土地注定是不会特别安稳的。
智利的国土面积大约是 75 万平方公里,与青海省差不多大,可就在这么大的地方,承承受着全球释放出的能量总量的 1/4,智利境内有 2900 多座火山,90 座是活火山,而且有 20 几座都是非常活跃的,自 16 世纪 40 年代被西班牙殖民者统治以来,智利这片地方被记录下来的大地震有数百次,这其中就包括接下来要讲的 1960 年 大地震,和 2010 年的 大地震,智利的这些地震通常都伴随着海啸、火山喷发与连续不断的余震,有的时候地震间隔之短,使人们根本分不清哪是上一次地震的余震、哪个是新一轮地震的前奏,比如在 2014 年 3 月,仅仅一个月内,智利就发生了 3 次 6 级以上的大地震,简直是把人逼到绝路的节奏。
尽管灾害频发,但智利同时也是一块宝地。
由于经常受到板块的对撞和挤压作用,智利的地下矿藏极为丰富,尤其盛产硝石和铜,智利的铜产量长期位居世界首位,沿海的平原和安第斯山脉低麓之间的山谷地带,气候温和、干燥,土壤富含各种矿物质,非常适合发展农业,而长长的海岸线,又为智利提供了大量的天然良港和令人艳羡的海洋渔业优势。
有着这些得天独厚的条件,智利一直是个比较富裕的国家,自从 1818 年摆脱宗主国西班牙获得独立之后,这个南美小国就一直发展得不错,因为有安第斯山脉这道天然屏障,又可以免受隔壁的「南美头号霸主」阿根廷的威胁。
1879 年,为了争夺阿塔卡玛沙漠一带的硝石矿藏和海岸的鸟粪肥料资源,智利和秘鲁与玻利维亚展开了战争,这场战争就是南美太平洋战争,也被称为「硝石战争」,这一仗可以说是智利国运的转折点,经过四年的浴血奋战,智利不仅最终抢到了梦寐以求的领土和矿产、把玻利维亚彻底打成了一个不靠海的内陆国家,而且还把北部的死对头秘鲁彻底镇住了,从此成为了「南美小霸王」,开始一路顺风顺水。
在这场战争中,智利人最为得意的一场战役,就是发生在 1879 年 5 月 21 日的伊基克海战,5 月 21 日这天后来成为了「海军光荣日」,对于智利政府来说,这是一个很重要的节日,每年都要举办非常隆重的庆祝活动。
然而,在 1960 年的海军光荣日这天,智利人民迎来的却不是热闹的节日庆典,而是人类历史上最强的一次地震。
震级 8.1 的「前奏」
1960 年 5 月 21 日,星期六,智利当地时间早上位于中部地区的阿劳科省,发生了一场强烈地震,一时之间天旋地转,无数房屋倒塌,很多人还在睡梦之中,根本来不及逃生就被埋在了瓦砾之下,这次地震使智利整个中南部地区道路严重损毁、电力和通讯中断,基本陷入了瘫痪状态。
这次地震的强度是 8.1 级,已经和汶川地震差不多了,即便对于习惯了地震的智利人来说,也算是一场大灾难。当时美苏两大阵营的冷战局势十分紧张,因为就在两周前,刚刚爆出美军 U-2 侦察机在苏联领空被击落的事情,赫鲁晓夫大为震怒,将其定义为侵略行为,并放出狠话说要以某种方式「回敬美国及其帮凶」,所以,在当时通讯瘫痪的情况下,很多人都以为是爆发了核战争。
当时的智利总统:豪尔赫·亚历山德里·罗德里格斯
既然发生了大地震,当时的智利总统,土木工程师出身的「政界硬汉」豪尔赫·亚历山德里,立即做出了一个冷静务实的决定:取消一切节日庆典活动,调动军队和所有社会力量展开救援行动,并亲自前往灾区监督救灾工作。
在一般人的认知中,8.1 级的主震之后,余震应该不会太大,但这次地震的情况却大不一样,在第一次地震结束后的 3 个小时内,智利南部地区又接连发生了 3 次 6 级以上的强震,引发了一系列的泥石流和山体垮塌,许多救援队接到救灾指令后还没来得及出发,就被余震困在了当地,尽管智利政府对这场灾难的反应非常及时,但是面对这样的困局,实质性的救援工作几乎无法展开。
到了第二天下午 15 点左右,智利中部又接连发生了两次 7 级以上的地震,原本就很糟糕的情况这下更是雪上加霜了,但谁也没有料到的是,这一连串的大地震都只是「前奏」,真正的大难还没有开始。
洪荒之力
智利大地震真正的「主震」,是发生在 5 月 22 日的 9.5 级强震,如此强烈的地震,到底是怎么来的呢?这需要我们从地质结构上稍微介绍一下。
当时的智利大地震发生的原因,是由于太平洋板块沿着秘鲁智利海沟、向美洲板块下方「俯冲」造成的。所谓板块俯冲,通俗的说,就是一个板块沿着 「接缝儿」,插入另外一个相对被动的板块下面,这个过程中,俯冲板块很容易将被动的板块「撬」起来,有点像「杠杆运动」,而杠杆运动所释放出来的力量是极大的,阿基米德就曾经说过:「给我一个支点、我可以撬动地球」,所以,当一个板块获得支点、撬动另一块大陆,那释放出来的能量就是惊天动地的,20 世纪的十大地震中,有九次都是这种模式造成的。
其实如果仅仅是两个板块之间的俯冲、撬动,即便造成地震,可能也不会造成这么大的动静,5 月 21 日的 8.1 级地震,可能就是这种常规的「板块俯冲」造成的。但是,这次俯冲比较特殊,根据后来的科学家分析,在这次俯冲过程中,太平洋板块发生了一次较为明显的断裂,相当于是在「撬」美洲板块的时候,由于用力过猛、被「掰断」了一块,裂出来的这一小块新板块,被称为「纳斯亚板块」,在 1968 年的「六大板块」理论体系中,被归入了南极洲板块。
想想看,能够掰断太平洋板块的力道,如果作用到地面上的渺小人类身边,是一种多么可怕的力量?
那是真正的「洪荒之力」!
于是,5 月 22 日下午 分,史无前例的 9.5 级地震,在南纬 32 度、西经 76.6 度,接近智利海沟靠近蒙特港一带 35 公里深的地下爆发了。
这一次,整个智利全境都感到了地动山摇般的超强震感,位于智利中部的瓦尔迪维亚、康塞普西翁、卡斯特罗市等几个重要城镇,16 万余栋建筑在几分钟内被彻底摧毁,35 万余栋房屋倒塌,从首都圣地亚哥到蒙特港 900 多公里的范围内,通讯全部瘫痪,瓦尔迪维亚到文森港之间南北长 480 多公里、东西宽 20 公里的地面,瞬间塌陷了 2 米多深,许多建筑甚至直接连同地基一起「扯」进了因地面错位而产生的巨大裂痕之中。
经历过这次地震的幸存者,后来都讲述了一些超出物理常识的奇异景象、甚至颇具拉美魔幻现实主义文学色彩,比如,有人说当时看到了邻居的房屋从地面上弹起来几十米、屋顶朝下地「跳」到了山坡下,有人说看到了倾斜的电线杆像学校里老师的教鞭一样弯曲、反复抽打着四分五裂的地面,这些描述,一方面可能是因为地震过于猛烈,确实造成了不可思议的异象,另一方面也有可能是因为亲历者极度惊恐,产生了幻觉。
这次主震持续了大约 11 分钟才结束,在陆地山崩地裂的一小时后,一些港口被突然上涨的海水淹没,但几分钟之后,海水又迅速退去,甚至露了出来海床,只见大片搁浅的鱼虾用身体拍打着礁石——这是大海啸的前兆。
大海啸
5 月 22 日下午 分,巨大的海浪开始以时速 700 公里的速度、一排连着一排地拍向康塞普西翁和奇洛埃岛的海港,这些浪头的平均高度一开始是 8 米左右,轻轻松松的越过了防洪堤,扑向了陆地,几分钟后,第二波海浪高度达到了 10 米以上,最后,最高的海浪高达 25 米,相当于 10 层楼房高!
在智利中部,以蒙特港为中心的 800 多公里长的海岸线上,十几、二十米高巨浪就这样来回激荡了数小时,汹涌的波涛反复冲刷着海岸,将岸边的所有货轮、渔船,以及那些已经在地震中散架的建筑, 「冲洗」得干干净净,许多海岸的地貌都彻底改变了,原有的村镇消失得无影无踪,就像洪荒时代从来没有人类造访过一样,以至于后来的救援队根本没法通过眼前的景象判断自己到底在地图上的哪个位置。
在地壳运动的影响下,当时智利的整个海岸线都被向西撕扯着,彻底变了形,地震结束后,由于地面延展,智利的国土面积比之前增加了 11 平方公里,大约相当于 1500 个足球场的面积,许多地方的地形图都要重新测绘,这个过程造成的破坏力,是可想而知的。
然而,这些还不算完,在 5 月 22 日的最强主震结束后,各种大大小小的余震又发生了 220 多次,主要的震中多达 37 个,可谓是「遍地开花」,余震一直持续了两周之久,其中超过 7 级的余震有 10 次、超过 8 级的有 3 次,最剧烈的一次余震,震级高达 8.5 级,而持续时间最长的一次余震,居然长达 340 秒。
除了海啸和泥石流,这次地震还引发了 6 座火山喷发,其中,普耶韦火山在主震开始后,喷出了高达 6000 多米的火山云,使智利南部连续数日暗无天日,地震结束后,许多火山又断断续续地喷发了几个星期的熔岩和碎屑,一直持续到了 6 月中旬才平静下来。
大洋彼岸的灾情
遇到如此巨大的地震,受灾的国家当然不可能只有智利,实际上,整个南美洲都在这次地震中受到了严重的影响,不过与这些邻国相比,远在大洋彼岸却也被波及的日本灾情,才着实令人感到震惊。
这次地震释放的巨大能量,不仅使智利沿岸的海床整体升高、隆起,而且引发了强烈的「地球自由震荡」现象,在这种作用下,横跨了大半个地球的超巨型海啸,沿着太平洋一路向西奔涌而去,席卷了沿途的所有海港和岛屿。
被海啸袭击的夏威夷希洛港
在智利大地震主震发生后的 15 小时,海啸首先袭击了夏威夷群岛,虽然当地提前发布了海啸预警,但大多数人并没有太当回事,结果当 10 多米高的巨浪冲过防洪堤、淹没希洛港、把沿岸船只和 1600 多座房屋卷入大海的时候,所有人都傻眼了,不久之后,澳大利亚、新西兰、菲律宾、印度尼西亚的海岸也都受到了海啸的袭击。
智利大地震引发的海啸的波及范围
主震后的 23 小时,奔袭的 多公里的海啸终于扑向了它的「终点站」——日本。
日本的灾后景象
这时的海浪高度,仍然有 6-8 米高,日本完全没有做好应对的准备,本州和北海道地区沿岸多地被巨浪侵袭 多座建筑被摧毁,2 万多亩农田被淹没,100 多搜船只沉没、800 多人遇难,海啸结束后,整个太平洋西岸又刮起了一轮异常强烈的热带风暴……
直到 6 月 23 日,由智利大地震引发的各种灾难,才算基本平息。
损失与启示
毫无疑问,智利大地震是一场刷新人类认知的超级大灾难,然而,与「史上最强地震」的头衔相比,这场灾难造成的财产损失与人员伤亡,却并不算特别惊人,尤其是在智利,伤亡人数甚至可以说低得出人意料。
根据智利官方的统计,智利地震和海啸共造成 2300 多人死亡和失踪,超过 座建筑被摧毁,经济损失总计约 8 亿美元(约合现在的 64 亿美元)。但是美国地震勘测局的一项调查统计推算认为,这次地震至少造成了 6000 人伤亡。而国内互联网上许多相关资料中,智利大地震的伤亡人数是 2 万人,这个数据的出处目前没有明确考证,但即便如此,对于这场「世界最大地震」来说,伤亡也算很少了。
智利大地震虽然可怕,但是造成的损失却相对较小,主要有三方面原因,一方面是因为最开始发生地震的地区,人口密度本身比较小,第二个原因,就是智利政府反应比较及时、果断,在第一时间让全国进入了应急状态,这就使得 9.5 级』主震发生时,人们都已经有所防备。
最后一个原因,就要谈到智利整个国家对防震抗震的重视了,在这方面,智利的很多做法甚至是走在日本前面的。
早在 20 世纪 40 年代,智利政府就颁布过非常详细的建筑物抗震设计标准,并且对不符合标准的建筑进行过大规模拆除,这项举措在一定程度上的确降低了地震造成的损失。
1960 年的大地震,对智利的发展造成了重创,但也使智利全国上下更加注重公共安全建设与相关教育。从 70 年代开始,智利政府要求所有学校、政府机构和公司企业,每年至少组织三次地震演习,每个小学生都要学会如何在地震发生时寻找建筑物内的承重墙和狭小坚固的空间躲避危险、学习如何在地震中求生。
在建筑方面,智利的所有建筑物在地基打桩之前,都要严格的进行钻孔测量横纵波速、计算建筑的自振频率,以保障地震发生时,其主体支撑结构可以随着地震波摆动,而且墙体内也都加装海绵和橡胶。另外,智利的建筑还普遍采用了独特的 X 型钢制减震器和「强柱弱梁」的设计结构,立柱全部采用钢筋混凝土,这样,当地震发生时,横梁断裂可以缓冲地震能量,而坚固的立柱可以使人们获得更多的时间逃生。
在智利的国立大学中,建筑系学生最重要的一个学习重点,就是建筑的抗震设计,以人口标准来看,智利是全世界培养地震学家和地震工程师比例最高的国家。除了国家层面的各种举措,智利民间对抗震防震也非常重视,即便是在农村地区,人们修建房屋也会充分考虑到防震,智利民间有句谚语:谁也左右不了大地之母,但是地震不会杀人,糟糕的房子才会杀人。
今天的智利,虽然仍然随时面临着各自地质灾害的挑战,但是整个国家的基础设施建设与发展却仍然非常稳健,这种局面,就得益于智利的这一系列安全措施与防范意识。
经历了智利大地震引发的海啸,国际社会也意识到一个很重要的问题,那就是急需建立一套全球联动的自然灾害预警系统。
在此之前,世界各国还没有共同防范自然灾害的意识,地球这边发生了巨大地震,另一边的国家却在整整 20 个小时的时间里无动于衷,等到海啸扑面而来才知道大难临头。为了防止此类灾难再次发生,如今,一些主要国家在地质监测方面的合作越来越紧密,以智利为例,近年来已经联合许多国家建立起了美洲板块边界综合观测站,专门研究智利大陆边缘的地震和变形、完善对地震物理过程的了解,并帮助开发新一代的危险评估和预测工具。
最后,我们再来聊聊一个有趣的话题,那就是:地震有没有可能比 9.5 级更大?最大能大到几级?地球有没有可能因为地震而「自毁」?
要搞清楚这个问题,我们就得从地震产生的原理来看,地震产生的原因有很多种,除了地壳运动,陨石撞击也会造成地震。
地球物理学家根据研究推断,地球诞生之后发生过的最剧烈的地震,是 6500 万年前间接导致恐龙灭绝的那次陨石撞击,这次撞击造成的地震强度,大约相当于 12.5 级,这点威力对于摧毁地球来说,还差着十万八千里,但即便是这点能量,靠地球自身的地壳运动也是无法一次性释放出来的,原因很简单——因为地壳本身无法承载那么多的能量。
地壳的主要成分为玄武岩和花岗岩,最多只能承受 1300 ℃ 的高温,在剧烈的地壳运动中,一旦产生的能量造成温度过高、超出了地壳本身的承受极限,地壳自然就会熔化、断裂,就像太平洋板块在俯冲过程中被「掰断」的现象一样,岩层的结构强度是有限的,能量不可能无限积聚,到达一定程度就会释放出来。
打个比方,这个原理类似于:你可以用一支钢尺或塑料尺子卡在桌子角上压弯,然后释放出弹力,将一块橡皮弹出很远,但你不可能用一块饼干做到,因为饼干承受不了那么大的压力,会以断裂的形式「释放」能量。
所以,从理论上说,地球上不会发生超过里氏 10 级的地震,更不可能因为地震而「自毁」。
46 亿年来,地球经历了无数我们人类做梦都难以想象的奇景,它蕴含的巨大生命力、以及它保持和谐与平衡的神秘力量,还需要我们不断的探索和理解,与这颗神奇的星球相比,我们只是渺小的一群匆匆过客,只有永远保持着这层清醒的认识,我们才不会毁于自己的无知与傲慢。
