Ivan G Wong

（Seismic Hazards Group，URS Corporation）

太平洋西北地區(qū)面臨大地震風險*

Ivan G Wong

（Seismic Hazards Group，URS Corporation）

歡迎來到俄勒岡州波特蘭市——我的家鄉(xiāng)——參加美國地震學會年會！這里有藍天（當然是不下雨的時候），有威拉米特河（Willamette）和哥倫比亞河（Columbia），有眾多的溪流湖泊、壯麗的火山峰（晴天時朝北方和東方看），有綠樹、綠樹、更多的綠樹，有美味的黑比諾葡萄酒，當然還有巨大地震。請注意，我說的不是大地震，而是巨大地震，比如說9級地震！糟糕的是，幾乎沒有人知道這一情況。噢，那也不全對。還是有一些波特蘭市、俄勒岡州和太平洋西北地區(qū)的居民知道這個地方將會發(fā)生地震，但遺憾的是大多數人很少去考慮這些潛伏的危險，當然也就沒有做好準備。

最大的、最強烈的地震就潛伏在太平洋西北地區(qū)，確切地說在沿卡斯卡迪亞（Cascadia）俯沖帶大型逆沖斷層綿延的美麗的海岸線下方，這一大型逆沖斷層位于北美上覆板塊和胡安·德富卡（Juan de Fuca）下沉板塊之間。但成千上萬的高危建筑，如無筋砌體、立墻平澆結構、抗震規(guī)范出臺前的鋼骨結構以及脆弱的交通運輸結構，仍然維持原狀，這些建筑在下一次巨大逆沖型地震來襲之時很容易受到破壞或倒塌?，F(xiàn)在距上一次9級地震襲擊太平洋西北地區(qū)已有300多年，那次地震發(fā)生在1700年。地震引發(fā)的海嘯橫掃美國加州北部海灘、俄勒岡州、華盛頓州、加拿大不列顛哥倫比亞省南部，甚至影響到日本。若再次發(fā)生類似事件會造成數千人喪生，尤其會給沿岸地區(qū)造成巨大損失，甚至對遠在內陸的一些地區(qū)的基礎設施也會造成嚴重破壞，這些地區(qū)包括美國俄勒岡州威拉米特谷（Willamette Valley）、華盛頓州普吉特海灣（Puget Sound）以及加拿大不列顛哥倫比亞省溫哥華。那很可能將是有史以來襲擊美國的最為嚴重的自然災害。

1 俄勒岡州會發(fā)生地震嗎？

面對這樣的潛在危險，人們?yōu)槭裁催€會如此悠然自得？所有地震危險區(qū)其實都存在如下通?。壕懿怀姓J、競爭所需以及經濟挑戰(zhàn)等。問題是普吉特海灣外的太平洋西北地區(qū)幾乎沒有人經歷過大地震，甚至連一次中等強度的地震也沒經歷過。只有經歷過大地震才能激發(fā)人們做好準備的動機！說來也真夠奇怪，盡管俄勒岡州位于卡斯卡迪亞俯沖帶之上，但在過去150年的歷史記錄中該州卻只經歷過屈指可數的幾次5級地震、兩次抑或三次6級地震：一次是1936年該州東部Umatilla鎮(zhèn)附近發(fā)生的地震，另外一次是1993年該州南部Klamath Falls附近發(fā)生的地震，也就是在那里第一次出現(xiàn)了俄勒岡州地震造成的正式死亡記錄（1964年M 9.2地震引發(fā)的阿拉斯加海嘯曾造成4人死亡）。在其南邊，俄勒岡州與加州交界附近1873年發(fā)生過M 7.3大地震，此次地震可能與地震活躍的Gorda板塊有關。俄勒岡州最令人難忘的地震可能要數1993年的Scotts Mill M 5.6地震，那次地震使州議會大廈遭到毀壞。由于立法機關的恐懼不安，大廈最終得以改造。

在其北邊的普吉特海灣地區(qū)，1949、1965和2001年的M 6.6～6.8深源地震引起當地居民極大恐慌。普吉特海灣外的華盛頓州只遭受了一次大地震侵襲，那就是1882年的M 6.8 North Cascades地震。

2 淺談未來的這次大地震

人們如此悠然自得的另一個原因可能基于下述事實：即卡斯卡迪亞俯沖帶的孕震狀態(tài)只是在最近20年才得到確認。20世紀80年代中葉以前，科學家普遍認為該大型逆沖斷層是無震的，主要依據是沒有觀測到地震活動。

1984年，加州理工學院的Tom Heaton和Hiroo Kanamori首先提出卡斯卡迪亞俯沖帶會在巨大地震中破裂，他們也因此成為能夠提供有關這一問題的有說服力論點的首批科學家。1987年，美國地質調查局（USGS）的Brian Atwater，以及隨后的其他地質學家，在華盛頓州和俄勒岡州的沿岸沼澤開展對從前林區(qū)的埋藏土、同震沉入河口的濕地以及海嘯形成的沙灘的研究工作。該項研究成果最終給出了有關這種大逆沖型地震的第一個直接的、令人信服的地質證據。1996年，當時在密西根大學工作的Kenji Satake發(fā)現(xiàn)了這樣一個事實：1700年1月27日，一場海嘯襲擊了日本東海岸，海嘯很可能源自卡斯卡迪亞俯沖帶的一次9級大地震。那也成了最終的定論。

現(xiàn)在，大家普遍認同沿卡斯卡迪亞俯沖帶大型逆沖斷層曾發(fā)生過多次巨大地震破裂這一事實，因此，目前研究的重點都集中在對這些巨大地震的破裂過程和復發(fā)時間進行研究，以期對未來地震和潛在危險作出預測。由于無法利用地震活動對這一大型逆沖斷層進行成像，所以在過去的15年間，太平洋地學研究中心（Pacific Geoscience Center）的Roy Hyndmann和Kelin Wang一直在利用大地測量和地熱數據來界定該斷層的破裂面。很顯然，該大型逆沖斷層的東部陸上延伸部分將對地震動產生巨大影響。太平洋地質研究中心的Herb Dragert及其同事發(fā)現(xiàn)了ETS（深部不連續(xù)顫動與滑動）事件，并將它們與該俯沖帶的演變過程聯(lián)系起來，這一結果為幫助解決這一難題帶來了極大希望。

俄勒岡州立大學的Chris Goldfinger及其同事的開拓性工作堪稱能夠預報下一次9級地震的最重大的突破性成果之一，他們收集、檢驗并分析了濁積巖心（海底峽谷滑坡沉積物）。Chris在全新世濁積巖記錄中識別出了19次或20次事件，它們似乎都是完全破裂的9級地震，因此，這一記錄成為世界上最長、最全面的古地震年表。這些巨大地震事件間隔最短200年，最長800多年，平均間隔約500年。目前已過去了310年，這一定時炸彈正滴答作響。減輕地震災害不可能在一夜間實現(xiàn)，所以現(xiàn)在已經到了刻不容緩的地步。

3 大地震什么時候到來？

卡斯卡迪亞地區(qū)地震工作組（CREW）于2005年發(fā)表了他們的研究成果，題為“卡斯卡迪亞俯沖帶地震：一次9.0級地震之情景描繪”，他們在文中言辭謹慎地聲稱，如此之大的未來地震會造成“前所未有的破壞，還可能造成數千人傷亡?！币驗樵摯笮湍鏇_斷層破裂的區(qū)段很長，所以地震的影響范圍也會很大。沿岸社區(qū)將會遭受最強烈的地震動、滑坡以及海嘯。樓房、公路、橋梁和公用事業(yè)管線都會遭到不同程度的破壞，有些甚至會被徹底摧毀。地震還有可能引發(fā)大規(guī)模傷亡事件。數秒鐘內，毀滅性海嘯就會波及太平洋西北地區(qū)甚至其他環(huán)太平洋地區(qū)?；聦泛团艿涝斐傻钠茐臅杆偈寡匕渡鐓^(qū)處于孤立無援的地位，港口和鐵路線也將被毀壞。在內陸地區(qū)，沿5號州際公路/99號高速公路通道，在現(xiàn)代地震條款被列入建筑法規(guī)之前建起的高層建筑可能會受到嚴重破壞，有些甚至會在強烈震動的幾分鐘內倒塌，從而造成嚴重的生命損失。橋梁、公用事業(yè)設備和運輸線路可能會中斷數月。

除了這次大地震之外，當然還有地殼斷層及其引發(fā)的地震帶來的威脅，但這種威脅一直不好量化，而且僅僅根據歷史記錄也無法認識其危險程度。正如從前召開的美國地震學會年會一樣，這次波特蘭會議召開的地點也在一個活斷層附近；也就是說，向萬豪酒店西邊走過兩個街區(qū)就是波特蘭山斷層（Portland Hills fault，圖1），那是一條隱伏的西傾逆（？）斷層，從你旅館房間的窗戶向西看就可以看到波特蘭山脈，它可能就是由這條斷層形成的。對于地震學家而言，還有什么地方比這里更加令人向往？

圖1 波特蘭市中心鳥瞰圖，圖中示出萬豪酒店地點——2010美國地震學會年會地址——以及波特蘭山斷層。斷層跡根據USGS的Rick Blakely對航磁資料的分析繪制。該斷層在波特蘭市中心似乎出現(xiàn)位錯。對于地震學家而言，還有什么地方比這里更加令人向往？（照片由Northern Light Studio提供）

4 下一步該做些什么？

考慮到公眾面對就在其腳下的地震危險所采取的悠然自得、拒不承認的態(tài)度或缺乏意識的狀況，說服政府官員作出地震安全性方面的決策是如此困難就不足為奇了，要激勵一般百姓做點什么就更加困難。如果不是因為幾個積極主動的個人和機構的努力——如俄勒岡州地質與礦業(yè)局（一般稱為DOGAMI）及其知名的地震安全倡導者Yumei Wang，那么俄勒岡州對地震的戒備狀態(tài)可能仍然處于與堪薩斯州同樣的水平。華盛頓州在這方面的情況可能稍好一些，這是因為那里經常發(fā)生的地震起到了警示作用，如2001年M 6.8 Nisqually地震，那里還有積極倡導防震減災的個人和機構，如USGS的Craig Weaver和卡斯卡迪亞地區(qū)地震工作組。

那么需要做些什么來為地震侵襲做好準備呢？卡斯卡迪亞地區(qū)地震工作組給出如下建議：

（1）改善醫(yī)院、學校、公安和消防部門等公共設施的條件，以降低風險。完成這些難度極大的工作需要經費支持，甚至可能需要立法保障。

（2）對一些高危建筑進行改造，如無筋砌體、立墻平澆結構和不符合現(xiàn)代抗震規(guī)范的高層建筑。目前，學校和其他一些主要基礎設施中無筋砌體所占比例太大。

（3）保護好交通運輸基礎設施，如道路、橋梁、機場、水港和鐵路。這些設施在大地震后都是急需的。

（4）繼續(xù)開展有關地震危險性的公眾教育，鼓勵個人加強防備。

這些目標的確很宏偉，但它們具有普遍意義。那么，具體需要做些什么呢？首先，我們必須意識到要改變目前的局面就必須付出數十年——至少數年的持續(xù)不斷的努力。依我拙見，聯(lián)邦應急管理署（FEMA）首先要對太平洋西北地區(qū)采取更加積極主動的態(tài)度，主要是對那里的地震問題給予更大的關注（因大地震海嘯而死亡的人數可能比在恐怖襲擊中死亡的人數還要多）。有一本非常受歡迎的有關震前防災準備的手冊，名為“Putting Down Roots in Earthquake Country”（參考譯名《定居于震區(qū)》，是一本介紹舊金山灣地區(qū)地震威脅和震害防御知識的手冊——譯者），在此，我想看到一個太平洋西北地區(qū)版本的“Putting Down Roots in Earthquake Country”。問題是我們在太平洋西北地區(qū)，特別是俄勒岡州，還缺乏積極的倡導者。雖然我們也有幾位盡心盡力的人士（如前邊提到的幾位），但這項工作并非是通過幾個人的努力就能完成的。最根本的是，防震減災工作要取得進展就必須加強科學、工程、應急管理和政策社群各成員之間的了解與溝通，從而構成一個致力于減輕地震災害風險的“新社群”。

更多的個人需要行動起來，尤其是科學家和工程師，因為我們對此問題的認識比其他任何人都更加深刻。如果你是科學家或工程師，你有沒有考慮過你的辦公樓質量如何？如果你已為人父為人母，你考慮過你孩子所在學校的狀況嗎？俄勒岡州的許多學校在一次9級地震中都有倒塌的危險。去調查一下，如果發(fā)現(xiàn)一所學校有潛在危險，請把情況告訴其他家長，告訴家長教師聯(lián)合會，告訴校務部，不管是誰都行，讓他們趕快行動起來吧！

當然，單靠個人的行為很難產生影響，但由個人組成的集體力量肯定會改變目前的局面?？茖W家、工程師以及其他對地震安全工作感興趣的專業(yè)人士可以通過專業(yè)組織攜起手來，讓他們的呼聲得到重視。美國地震工程研究所（EERI）在減輕災害方面所做的工作就很有成效，我希望看到在俄勒岡州成立一個可以在基層開展工作的地方分會。其他組織機構，比如俄勒岡州結構工程師協(xié)會、美國土木工程師學會、工程地質學家協(xié)會以及俄勒岡州應急管理協(xié)會等，也需要參與這場戰(zhàn)役。我想說美國地震學會也應該參與這項工作，但俄勒岡州的會員人數太少，對地震安全性工作感興趣的就更少。美國地震學會歷史上只注重科研，但過去10年中也開始涉獵一些與地震安全性相關的問題。我要感謝前任主席Robin McGuire對這一變革所發(fā)揮的推動作用。

為此，美國地震學會趁其年會之際于2010年4月21日下午6：30在萬豪酒店舉行一次公開的市政廳會議。我們將匯聚一批杰出的地震專家、應急管理人員和政府官員，請他們向公眾介紹最新的地震動態(tài)，報告主題為“大地震就要來臨：你準備采取什么行動？”發(fā)言者有俄勒岡州參議院議長Peter Courtney、俄勒岡州地質與礦業(yè)局的George Priest和Yumei Wang、波特蘭市的Jed Sampson和Carmen Merlo以及USGS的Craig Weaver，另外，我作為會議協(xié)調人也會參加會議。我們歡迎大家出席市政廳會議。讓我們共同努力，對太平洋西北地區(qū)的人們實行教育、再教育，激勵他們?yōu)橄乱淮未蟮卣鹱龊脺蕚?。波特蘭見！

附言：就在此文交付印刷之際，海地地震發(fā)生了。那悲慘的場面實在讓人難以承受。在那場駭人聽聞的地震中，一位名叫Molly Hightower的年輕女士在其居住的旅館倒塌的瞬間喪生，她最近剛從波特蘭大學畢業(yè)。Molly到海地去是從事孤兒救助工作的。她的家人和朋友失去了這樣一位無私的親人，我向他們致以衷心的慰問，也對那些深受此次災難之苦的人們寄予深切的同情。我可以想象這次地震造成的損失簡直無法形容。太平洋西北地區(qū)在大地震中的損失程度可能永遠不會接近海地地震的狀況，但我仍然有個愿望（無論這一愿望有多么不現(xiàn)實），那就是全世界所有的家庭，無論何時何地，都不會在地震中遭受如此之大的損失。我懇請科學家、工程師以及其他人士加入到防震減災的隊伍中來，真正地像Molly Hightower那樣發(fā)揮出自己的作用。

原題：Welcome to Portland——sitting on the big one

（中國地震局地球物理研究所 左玉玲 譯；李平恩 校）

（譯者電子信箱，左玉玲：yulingzuo＠yahoo.com.cn）

譯自：Seismological Research Letters，Volume 81，Number 2，March/April 2010，177-180

P315.7；

： D；

10.3969/j.issn.0235-4975.2010.08.003

2010-07-01。