印度尼西亚海啸为何如此致命

Policemen walk at the ruins of a church after an earthquake hit Jono Oge village in Sigi, Indonesia's Sulawesi island, October 3, 2018. REUTERS/Beawiharta
From tectonics to early-warning systems.Image: REUTERS/Beawiharta
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数日前袭击印度尼西亚的7.5级地震及其引发的海啸,已造成至少1,200人死亡。

当局仍在评估损失程度,但显而易见的是,地震和海啸对苏拉威西地区,尤其是帕卢市,造成了毁灭性影响。

地震在印度尼西亚造成大规模破坏和人员死亡并非首次。随之而来的海啸尤其具有破坏性。原因何在?

该地区的板块构造、海岸线形状、社区易受灾害影响,以及不够完善的预警系统等因素共同作用,使印度尼西亚的海啸格外危险。

构造板块

印度尼西亚境内分布着许多复杂的构造环境,其中许多细节仍未得到充分了解,这妨碍了我们对地震和海啸风险的预测。

地球上规模最大的地震是“俯冲带”地震,发生在两个构造板块交界处。

2004年12月和2005年3月,苏门答腊岛西海岸近海的巽他海沟沿线发生了两次俯冲带地震。尤其是2004年12月的9.1级地震引发了毁灭性海啸,造成近25万人死亡,受灾国家和岛屿分布在印度洋周边。

但如果只防范这类地震,我们可能会忽视其他危险。印度尼西亚东部有许多小型微板块,受澳大利亚板块、巽他板块、太平洋板块和菲律宾海板块的运动影响而相互挤压、移动。

9月的地震由一种称为“走滑”断层引起,断层位于其中一个小型板块的内部。这类地震引发海啸的情况很少见,但并非没有发生过。

这些断层系统规模相当大,并在侵蚀作用下形成了宽阔的河谷和河口。帕卢河谷及其河口——区域首府帕卢市就坐落于此——都是这一复杂断层系统形成的。对该断层系统沿线史前地震的研究表明,这条断层大约每700年会产生一次7至8级地震。

Image: Science Direct

海底地形塑造海浪

海底深度和形状也是影响海啸的重要因素,它们决定了初始海浪的速度。海底发生强烈的俯冲带地震时,可能会使整片海水水柱抬升,随后又猛然下沉。由于海水具有惯性,可能会降至海平面以下,形成强烈振荡。

从地震中心向外移动的水体隆起高度可能有限(很少超过1米),但水体总量极其庞大(取决于地震影响的海面面积)。

海啸波传播速度极快,可达到喷气式飞机的速度。在水深2公里处,海啸波每小时可传播700公里;在极深的海洋中,速度可达每小时1,000公里。

当海浪接近较浅的海岸时,其速度减慢,高度则增加。海啸在开阔海洋中可能只有1米高,但到达海岸时会升至5至10米。如果海岸线坡度陡峭,这种效应会更加明显,海浪可能高达数十米。

尽管海浪在靠近海岸时会减速,但其极高的初始速度意味着海水仍可能淹没数公里内的平坦地区。海底地形会影响海啸波的速度:海啸波在深水区传播较快,在海底浅滩上方则会减速。水面上方或下方非常陡峭的地形甚至会使海浪弯折和反射。

印度尼西亚群岛的海岸线曲折起伏,东部尤为明显,苏拉威西岛更是如此。帕卢拥有一处狭长而深邃的海湾:这种地形会使海啸威力更强、造成的死亡更多。

这种复杂的地形也使海啸预测模型难以建立,因此很难及时、准确地向可能受影响的人群发布预警。

前往高处避险

对于地震影响地区的沿海居民,最安全、最简单的建议是立即前往较高处,并在那里停留几个小时。实际上,这是一个相当复杂的问题。

夏威夷和日本拥有先进、高效的预警系统。由于印度尼西亚通信基础设施不足,而且这个幅员辽阔的群岛上使用的语言种类繁多,在当地复制这些系统面临挑战。

2004年印度洋灾难发生后,国际社会努力改善该地区的海啸预警网络。如今,印度尼西亚的海啸预警系统设有134个潮位观测站、22个连接海底传感器以传递预警信息的浮标、陆上地震仪、约55处地点的警报器,以及通过短信传播预警信息的系统。

然而,长期为预警系统提供资金和支持是一项重大难题。仅安装浮标,每个就需约250,000美元,维护费用则为每年50,000美元。

印度尼西亚三家负责地震和海啸灾害减缓工作的主要机构,都遭遇了预算削减,并在界定职责和分工方面面临内部争议。

最后,帕卢海啸事件凸显了现有海啸模型的不足。模型未能妥善考虑多次地震事件,也没有纳入此类地震可能引发的海底滑坡。

预警系统无法阻止强震。未来几乎肯定还会发生海啸,并造成基础设施损毁和人员伤亡。但如果建立完善可靠的预警系统,并改善信息沟通、提高公众意识,我们就能尽可能减轻悲剧性后果。

当地震发生在离海滩很近的地方——印度尼西亚常有这种情况——即使拥有理想的系统,也无法足够迅速地传递必要信息。印度尼西亚的地理环境和易受灾的沿海聚居地加剧了海啸危险,因此我们需要加大力度、协调行动,建设能够抵御地震和海啸的社区。

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