1995年神戶大地震對之后15年地震學(xué)研究的啟示＊

Gregory C.Beroza

1995年1月17日凌晨發(fā)生在大阪灣西側(cè)的M6.9級兵庫縣南部地震已經(jīng)過去了15年。此次地震從淡路島東北端附近開始，同時向西北和東南破裂。在東南方向，右旋斷裂從震中延伸約20km到達(dá)地球表面。在西北方向，破裂延伸約25km直達(dá)神戶市下方。斷裂沒有到達(dá)神戶地表，但破裂的方向和速度對波場產(chǎn)生了強(qiáng)大的前向方向性效應(yīng)，同時，強(qiáng)盆地邊緣效應(yīng)使地震動強(qiáng)度增大。強(qiáng)烈震動、普遍液化以及眾多火災(zāi)給該市造成了廣泛的破壞，這次地震就是眾所周知的神戶大地震。

地震使6 000多人喪生，直接經(jīng)濟(jì)損失超過10萬億日元（超過1 000億美元）。其他地震造成的死亡人數(shù)比它要高得多（例如，1923年東京地震，1976年唐山地震），但在經(jīng)濟(jì)方面，神戶大地震是歷史上造成損失最慘重的自然災(zāi)害。震前的神戶港是亞洲最繁忙的。現(xiàn)在它在日本排名第四，也許永遠(yuǎn)不會恢復(fù)到震前的狀態(tài)。

對神戶地震的應(yīng)急響應(yīng)有許多質(zhì)疑和批評，而且震后的應(yīng)急救援工作一直被指責(zé)使情況變得更加糟糕。也許事實(shí)就是如此，但當(dāng)一個大城市突然意外地遭受大量地震波的動能時，那里便會不可避免地發(fā)生很多不幸的事情。一部地震災(zāi)害史足以證明這一點(diǎn)，讓人讀起來寒心，但地震也確實(shí)創(chuàng)造了變革的機(jī)會，沒有地震，人們就不可能思考變革。

我想借神戶大地震15周年的機(jī)會，提出它在防范震災(zāi)和之后的地震科學(xué)發(fā)展方面所發(fā)揮的重要的、積極的作用。

在日本，神戶大地震改變了政府對防范震災(zāi)的政策和公眾對地震防備的態(tài)度。地震應(yīng)急響應(yīng)專業(yè)人員在地震災(zāi)害應(yīng)急處理方面得到了更大的權(quán)力。災(zāi)難使人們提出了大量的、持續(xù)的公眾教育計(jì)劃。它也被看作是一次分水嶺事件，向日本灌輸了一種以前不存在的個人志愿者服務(wù)精神。

科學(xué)界對神戶大地震的反應(yīng)完全改變了日本在地震科學(xué)研究方面的重點(diǎn)。科學(xué)家從那次劇烈變革中獲得的新發(fā)現(xiàn)不僅使日本而且使全世界都對地震過程有了新的認(rèn)識。在美國地震學(xué)會的期刊上這樣寫可能有些不敬，但我還是要說，神戶大地震可能會超過1906年舊金山地震，成為科學(xué)史上具有里程碑意義的地震事件。

神戶大地震之前，日本關(guān)注的重點(diǎn)是東京南邊的南海海槽北端的潛在的東海地震。神戶大地震后，日本政府開始制定長期計(jì)劃，逐漸對地震的發(fā)生形成基本認(rèn)識并繪制國家地震災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)圖。這與從前普遍奉行的以預(yù)測為重點(diǎn)的策略大相徑庭。要完成這一轉(zhuǎn)變過程，日本通過大大改善和統(tǒng)一管理地震監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，打破了地震監(jiān)測中傳統(tǒng)的地域性。這項(xiàng)工作的規(guī)模是史無前例的。

在地震工程方面，它包括E－defense，這是世界上最大的震動測試平臺，可對1 200t的結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維測試。因?yàn)樯駪舻卣?，COS－MOS－G2和GRAPES全球定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)被整合成了單一的全國性網(wǎng)絡(luò)，即GEONET（全球定位系統(tǒng)地球觀測網(wǎng)絡(luò)），同時在這個網(wǎng)絡(luò)中增加了約400個連續(xù)記錄站點(diǎn)?，F(xiàn)在，GEONET擁有超過1 200個連續(xù)記錄的GPS站點(diǎn)來監(jiān)測日本列島的地殼變形。最明顯的改觀是在地震監(jiān)測方面。這包括寬頻帶地震臺網(wǎng)（F－Net）、大規(guī)模的強(qiáng)震臺網(wǎng)（K－Net和KiK－Net），最引人注目的可能就是涵蓋了整個日本列島的高靈敏度鉆孔網(wǎng)絡(luò)（Hi－Net）。所有這些網(wǎng)絡(luò)都很重要，但Hi－Net給我的印象最深刻，這項(xiàng)工作需要將800多個臺站的儀器都部署在數(shù)百米深的鉆孔內(nèi)，建立這樣一個全國性的地震監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)是一項(xiàng)難度極大的工程，而且代價也很高。這些新網(wǎng)絡(luò)極為重要的一點(diǎn)是，它產(chǎn)出的數(shù)據(jù)大多數(shù)不僅可供日本的研究人員使用，而且全世界的研究人員都可使用。這種方式的科學(xué)回報(bào)是深遠(yuǎn)的。

這些項(xiàng)目較引人注目的成果是：深源非火山顫動的發(fā)現(xiàn)、加積棱柱體內(nèi)發(fā)生的深源甚低頻地震的發(fā)現(xiàn)、蘇門答臘地震破裂的直接成像以及最近由2008年M6.9巖手－宮城（Iwate－Miyagi）地震“蹦床效應(yīng)”引起的極端垂直加速度的發(fā)現(xiàn)。這些重要的發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展正在改變著我們思考和研究地震的方式。其中的許多現(xiàn)象后來也在別處觀測到了。考慮到日本的地震發(fā)生率至少比美國西部高5倍，而且日本已建成高質(zhì)量的地震監(jiān)測網(wǎng)（更多的網(wǎng)絡(luò)正在部署，還有的正在規(guī)劃中），我相信，日本會持續(xù)不斷地將地震科學(xué)方面的重大發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)在世人面前。

對深部不連續(xù)顫動（episodic tremor）和滑動事件的認(rèn)識和見解進(jìn)行國際交流是非常有益的。在日本西南部記錄到震顫時，遠(yuǎn)在太平洋彼岸的加拿大科學(xué)家在卡斯卡迪亞（Cascadia）也發(fā)現(xiàn)了震顫，并證明它與大的慢滑事件相關(guān)。這激發(fā)了科學(xué)家后來對日本發(fā)生的類似慢滑事件的關(guān)注與分析的興趣。從那時起，在橫跨太平洋及其他地區(qū)就出現(xiàn)了人員、觀念和見解方面的持續(xù)不斷的交流。在不同的構(gòu)造環(huán)境中，科學(xué)家不斷地觀測到顫動（包括自發(fā)的顫動和由遠(yuǎn)震地震波觸發(fā)的顫動）以及其他慢地震事件。作為長期從事這方面研究的專業(yè)人員，我非常清楚，我們對于這些新發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)過程的認(rèn)識及其對地震的啟示作用的認(rèn)識目前尚處于初級階段。

最后，值得注意的是，這些努力和進(jìn)展都引起了全世界科學(xué)家對日本的地震問題的關(guān)注。除了日本地震學(xué)家以外，沒有多少地震學(xué)家知道神戶大地震以前的歷史，但全世界的地震學(xué)家卻對后來發(fā)生的Niigata Chuetsu－Oki、Niigata Chuetsu、Tottori和Iwata－Miyagi地震的研究表現(xiàn)出極大的興趣。

我相信，神戶大地震的科學(xué)影響將會越來越明顯，但我們必須清醒地認(rèn)識到，通過努力工作、加大觀測計(jì)劃所需的投資力度以及重要的、創(chuàng)造性的后續(xù)數(shù)據(jù)分析工作，我們究竟會取得什么樣的進(jìn)展。我們還應(yīng)該感謝日本的同事，感謝他們在神戶地震悲劇之后在地震科學(xué)方面取得的重要進(jìn)展。

譯自：Seismological Research Letters.January/February 2010，81（1）：5－6.doi：10.1785/gssrl.81.1.5

原題：15years later：The growing legacy of the 1995Kobe earthquake

（中國地震局地球物理研究所 姚雪絨 譯；左玉玲 校）

（譯者電子信箱，姚雪絨：yicong2008＠163.com）

P315；

D；

10.3969/j.issn.0235－4975.2010.07.008

2010－07－01。