发布于 2020 年 2 月 8 日
采访/文字:Takao Nakakawa,Bluebacks 编辑部
如您所知,日本是一个地震多发国家。任何地方都可能发生直接地震,这已经不再奇怪了。许多人可能正在查看危险地图以找出活动断层的位置。
但是,即使您头脑中知道这里存在活动断层,也很难真正感觉到它。那么,我们就来看看实际的活断层,适当地提防一下地震吧。
在热门剧集《Bluebacks Expedition Goes》中,这次我们将攻击正在调查 AIST 活断层的宫下由香里的实验室!
“海沟地震”和“内陆地震”
您可能知道,地震大致可以分为伴随海啸的“海沟型(板块边界型)”和直接发生在内陆的“内陆型(活动断层型)”。
“海沟型”地震是指震中为从海底延伸的板块边界的地震,例如引发 2011 年东日本大地震的地震。“内陆型”地震引发了 1995 年阪神淡路大地震和 2016 年熊本地震。
日本列岛正受到来自东部的太平洋板块和来自南部的菲律宾海板块的持续推动。当受压岩石中累积的应变释放时,就会发生地震。
俯冲海沟地震发生在日本列岛所在的板块与俯冲到其下方的板块之间的边界处。由于板块相互接触,累积应变较大,地震周期较短。
另一方面,内陆地震发生在日本列岛下方的基岩内。由于推压力是逐渐施加的,因此周期较长,但由于岩石破裂的深度相对较浅,约为 10 至 20 公里,因此直接上方的破坏很严重。
虽然表示地震和摇晃震级的标准相同,但如上所示,它们的方面略有不同。 “海沟型”的周期为数百年,而“内陆型”的周期为数千年一次。因此,预测“内陆”地震据说更加困难。
内陆地震和俯冲带地震
(图片:“Kazutoshi Imanishi 和 Akiko Kurosaka (2014) 地震如何发生,日本地质调查局研究成果传播出版物,137”的部分更正和补充。)
追踪活动断层的女性研究员
米乐m6官方网站 (AIST) 活断层评估研究组组长 Yukari Miyashita 正在调查导致这些“内陆地震”的活断层。前几天,我刚刚完成对日奈久断层的勘测,该断层在熊本地震中仍然存在裂缝。我参观了实验室。
房间的墙壁上摆满了来自全国各地的活断层研究资料。自1995年阪神淡路大地震以来,全国各地开展了主动断层调查,并编制了详细报告。
即使在全国范围内进行调查也需要时间和金钱。这堵“墙”是由大学和AIST等研究小组的成果组成的。当我们收到各地的询问时,就会从这里调取资料并投入使用。
先生宫下在资料前坐了一会儿,开始说话,被美丽的岩石所吸引,进入了这个世界。研究对象是石榴石等坚硬矿物,产自地下深处,但它们蓬松且触感柔软。感觉不像是面对着活断层的墙壁。
宫下由香里
首先,我询问了2016年4月发生的熊本地震造成的断层。
“熊本有两个主要断裂带,二川断裂带和日奈久断裂带。日奈久断裂带从二川断裂带向南部的八代分支。这次地震使二川河和日奈久市的一部分发生位移,引发里氏73级地震,造成重大损失。
深田川断裂带和日奈久断裂带
(来源:AIST根据“最新国家照片(无缝)”(日本地理调查研究所)创建。活动断层线基于活动断层数据库)
事实上,这两个故障长期以来一直被认为是危险的。
``截至2013年,政府发布了长期评估,当地报纸报道说,“发生的概率是全国最高的。”但是,当我去那里调查并询问当地人时,他们说“我从未听说过这样的事情。”“这件事让我敏锐地意识到向人们传达危机感的难度。”
先生地震发生后,宫下和他的同事花了三年时间调查日奈久断层带,据说该断层带仍然处于断裂状态。
“日奈久断裂带是一条全长约80公里的断裂带,这次只有北部发生了移动。据说由于地震,该断层一次移动了约20至30公里。然后,据说邻近的二川断裂带发生了移动,改变了扭曲的状态。从这个意义上说,我担心其余断层的危险程度。我负责了三年的调查年。”
挖掘沟渠以调查日奈久断裂带。宫下先生是红头盔
如果断层已经破裂并一直移动到地表,您可以简单地挖掘裂缝,但是如何识别从地表看不到且没有移动的断层的位置呢?虽然全长80公里,但只需开挖10米×10米即可进行勘察。
“这就是考验专业能力的地方。一般情况下,考察活断层时,我们首先看航拍照片,猜测断层在哪里。有些地方地形不平坦,比如山脊、山谷,第一步就是找到它。我们的前辈几十年来一直在这样做。
就日奈久断层带而言,我们已经知道活动断层的大致位置,所以接下来我们前往现场寻找测量点。从航拍照片上可以看到,这一带的山地与平原的边界是一条直线。当你从这个规模来看时,它是一个很容易理解的断层带。”
日奈久断裂带航拍照片
(出处:AIST 根据“最新全国照片(无缝)”(日本地理调查机构)制作)
确实如此。放眼望去,山峦与平原的分界线是一条直线。我应该在这里深入挖掘吗?
“挖沟进行调查(洞)定位比较困难,压力很大。”
像“泽”一样思考
为了直观地确认错位,有必要使外观不同的沉积物形成层并形成“条纹”。我注意到有一个冲积扇,一条小溪般的溪流从平原中涌出。
当溪流湍急或在大河中时,砾石和其他卵石会堆积,但当溪流平静时,细沙和泥浆等沉积物会形成条纹。
“我试着思考条纹地层可能在哪里,就像一条溪流。如果下大雨,它就会流到这里,正常情况下,它会流到这里,如果断层转移,流路改变,它就会流到这里……你站在原地想一想,就可以看到。”
什么?你对泽的感觉如何?
“我这么说大家都笑了,但这正是溪流的感觉。水流会根据地形和水量的细微差异而变化。沉积物也会变化。就像树木年轮一样,当地下出现条纹图案时,很容易发现地震引起的变化。”
经过检查并在几个地方钻孔后,我们终于挖了一条沟渠。
然而,这一次,在第一次挖掘过程中,没有发现任何偏差。我戴着头盔,在便利店吃午餐,在洞底挣扎了几个星期。我一边继续挖掘,一边受到当地土木工程承包商的怜悯,但结果并不好……
“我有麻烦了,因为我一直在挖,保证一定能挖出来。这也影响了研究人员的声誉,而且我在挖的时候,这里已经被台风袭击了3次,所以我不知道该怎么办……
然而,我在重型机械进出挖掘的斜坡边缘发现了一个似乎是这样的痕迹,当我进一步挖掘时,我发现了它。被解雇了,我松了口气(笑)。”
活动故障终于出现了
断层左右两侧的奇妙条纹地层略有错位。这就是发现了堪称事件痕迹的证据。在底部,还发现了一层来自吉凯火山口的火山灰,吉凯火山口是萨摩半岛海岸附近的一座海底火山,7300年前曾引发过一次巨大的爆炸。年龄明确的存款是有价值的。
那个“俗气”也会陪你去地质调查!
``塔基调查基凯火山口的巨大喷发(前演员泷泽秀明)也在参加。部分归功于俗气(笑),据估计,日奈久断裂带沿线在 7,300 至 7,000 年前发生过一次地震,另一次在 3,100 至 1,000 年前发生过。他们后来估计7300年前还会有另一轮活动。”
为了更详细地调查当前的年龄估计值,我们将以 10 厘米为增量收回每一层,并根据其中所含的碳测量年龄。这样调查出来的,经过专家审议后,由政府来管理。地震指挥部”需要几年时间才能反映在首页上。
这需要时间是不可避免的,但宫下先生强调的是如何让当地人理解。
“每当我们进行沟渠调查时,我们总是会先向当地人展示,然后再将其填回,我也积极这样做。
参观游览
无论东京的人们如何大声谈论熊本的活断层,都缺乏紧迫感。毕竟当地人都知道这件事。
所以,开幕当天,我们会在当地媒体上进行宣传,我们会制作传单并分发。在熊本,我们做了三年的研究,来找我们的人很多,其中有我们常去的酒吧的人,有帮助过我们的居委会和加油站的人,有当地小学的孩子,还有消防员。
无论您多么仔细地观察地图上活动断层的红线,您都无法真正感觉到它,但如果有断层在您面前移动,您会立即注意到它。”
参观游览
孩子们意识到这条断层线靠近某某的房子,所以如果再发生地震就会很危险。
不过,根据以往对活动断层的勘察,在活动断层的正上方仍然存在一些疏散地点。宫下先生对此感到担忧。如果信息不能正确传达到当地人那里,那就毫无意义。
本次调查共在六个地点进行了战壕游览,共有约 2,400 人参观。
不要低估“1%”
“考虑到日奈久断层带的周期性,我觉得它并不那么紧急。但与此同时,一些开始调查的地震研究人员也确实担心,自熊本地震以来,该地区的地震次数有所增加。至少,我想避开位于断层上的疏散地点。”
我提到“地震指挥部”网站指出,对南海海槽等俯冲带地震的风险评估,30年内发生的可能性为70%至90%。另一方面,据说活动断层类型占 30 年来案例的 1%。
对地震发生可能性的长期评估包括根据古代文献记录和地质调查估算地震周期,并根据上次地震进行计算,预测多少年后同一地点可能会发生下一次地震。
从活动周期计算下一次地震发生的概率时,周期长的活动断层类型的概率较低。这也是活断层地震评价的难点。
先生宫下也这么说。
“如果告诉你是 1%,大多数人会认为不会发生地震。这就是令人不安的地方。即使我们在当地举办有关活断层的信息发布会,许多人最终也会有两个选择:要么发生地震,要么不发生。
实际上,即使重要的是你一生中是否会发生地震,但当地震发生时你会跑到哪里去?以后盖房子的时候,最好考虑采取措施,避免把房子建在断层上。”
在活动断层上寻找“旧疤痕”
除了活动断层地震何时发生外,同样重要的是其发生的规模有多大。
“在地震中,地下 10 到 20 公里的岩石会破裂并释放地震能量。如果长断层简单地断成链,地震就会大得多,损失也会更大。 2016年熊本地震中,断层移动了约35公里。
如果您不假设一次地震会移动多少区域,您将无法估计震动的位置和震级。为此,我们需要挖尽可能多的沟渠,收集尽可能多的过去的例子,但由于实际调查地点有限,很难知道这能在多大程度上反映在地震预测中。”
顺便问一下,除了已公布的活跃故障之外,还有未知的活跃故障吗?
“许多研究人员正在调查全国各地的活断层,但有些地区虽然没有说是活断层,但地震却很常见。这些地区实际上可能存在活断层,但在地面上很难看到,也没有被调查过。
详细说明活动故障位置的文档
有一些活动断层会在很长一段时间内移动一次,每数万年移动一次。因此,曾经留在地球表面的断层滑移痕迹往往因风化而不再可见。
日本列岛在大约 2000 万年前与欧亚大陆分离,成为一座岛屿。而且,它不断受到太平洋和菲律宾海板块的推挤,地下区域充满了推拉破坏。地震经常利用旧的损坏来引起裂缝。
这就是为什么研究过去旧疤痕断层的位置以及活跃断层活动的历史是有意义的。''
首先,什么是“活动故障”?
因地震而发生岩石移动的地方称为“断层”,但“活动断层”到底是什么?
“简单来说,就是有过去数万年活动证据,未来有可能引发地震的断层。目前,全国有100多条活动断层,政府决定重点排查。据说,已知的活动断层大约有2000条。”
估计未来发生地震的可能性的唯一方法是找出过去地震的历史。
这对于海沟和活动断层类型都是相同的。但古代文献中有海沟型的记载,其地震周期较短。另一种调查方法是彻底检查陆地上留下的海啸沉积物,以估计大地震的年龄。 AIST 也有一个小组正在进行这项研究。
然而,由内陆断层引起的活断层型地震的周期长达1000年以上。要想找到它的踪迹,唯一的方法就是挖掘地下。近年来,像日奈久断层上那样的海沟每年只出现两到三个。预算是一个很大的障碍。
目前最“危险”的活动故障
我向宫下先生询问了他认为最危险的活断层。
“我认为其中一个是福冈县的警固断裂带。2005年,福冈县西海岸发生了7级地震。当时,只有位于西北部的海底活动断层发生了位移,而向东南延伸的陆地上的活动断层仍然完好无损。考虑到这一时期,警固断裂带的东南部可能已经达到了其完整期。”
(来源:活动断层叠加在“最新全国照片(无缝)”(日本地理调查研究所)。活动断层线基于活动断层数据库)
就在前几天,该断层附近的当地政府正在举行防灾演习,因此他们收到了提供有关活断层材料的请求。不过,距离断层最近的社区中心已成为当地政府指定的疏散中心。
``我希望人们至少了解局部活动断层。 AIST 的``活动故障数据库''也可以搜索到,文部科学省的``地震指挥部''
警固断裂带分为西北部分(导致 2005 年福冈县西海岸发生地震)和东南部分(从福冈市延伸至筑紫野市)。
(出处:引自地震研究推进本部地震研究委员会《警固断裂带的评价》图2(2007))
您所知道的和您不知道的之间的区别可能就是拯救您的生命与无法保护它的区别。如果有断层,随时可能发生地震也就不足为奇了。
“我认为有必要有一种有点过分的危机感。即使断层很小,如果它移动,就会对它的正上方造成损害。做好准备很重要。
同时,我想让您知道,活动断层与我们的生活息息相关。
很多盆地,比如京都盆地,都是活动断层反复活动的结果,而连接京都和北陆的“鲭街道”也是活动断层滑移痕迹形成的道路。''
为了处理日本列岛两千万年前的创伤,意识到它们、正确地恐惧它们并做好相应的准备似乎很重要。