Dennis Normile，Richard A Kerr

2011年3月11日東日本大地震對(duì)地震學(xué)家的震動(dòng)絕不亞于對(duì)日本疆土的震動(dòng)。此次地震以前，歷史記錄與儀器觀測(cè)描繪出的是一幅頻繁但尚可忍受的地震活動(dòng)畫(huà)面。那里，近海斷層段上7.5級(jí)左右地震的復(fù)發(fā)期為30到40年。據(jù)此推測(cè)，更多如此規(guī)模的地震已經(jīng)蓄勢(shì)待發(fā)。

然而，當(dāng)時(shí)也有跡象表明即將發(fā)生的情況可能比推測(cè)的還要糟糕。地震前在沿海地區(qū)進(jìn)行挖掘調(diào)研的地質(zhì)學(xué)家發(fā)現(xiàn)了由公元869年的海嘯形成的沖向內(nèi)陸3～4 km的一個(gè)薄砂層。他們推斷一次8.4級(jí)地震引發(fā)了那次海嘯。但在最初發(fā)現(xiàn)那一薄砂層過(guò)去了10年之后，評(píng)估該區(qū)地震風(fēng)險(xiǎn)的研究人員才開(kāi)始認(rèn)真考慮比地震記錄中任何事件都要大得多的、時(shí)間間隔很長(zhǎng)的地震可能會(huì)襲擊沿海地區(qū)。

日本是世界上監(jiān)測(cè)最為嚴(yán)密的地區(qū)，但其自我夸耀的地球物理網(wǎng)絡(luò)卻未能對(duì)即將到來(lái)的災(zāi)難給出明確預(yù)警。儀器只探測(cè)到了可能會(huì)在一次地震中釋放的地殼應(yīng)力緩慢積累的極其細(xì)微的跡象。事后看來(lái)，那也可以理解:畢竟即將為9.0級(jí)(M9)地震提供動(dòng)力的累積應(yīng)變的斷層段位于海上150 km處，這實(shí)際上是陸地儀器所鞭長(zhǎng)莫及的。

火焰長(zhǎng)明不熄。2011年8月11日，紀(jì)念日本3·11大地震及海嘯罹難者的燈籠漂浮在福島縣南相馬市(Minami-Soma)的一條河流上

那場(chǎng)未能預(yù)見(jiàn)的大災(zāi)難不禁使每個(gè)人——包括地震學(xué)家——都感到疑惑:下一次襲擊將來(lái)自何方。一些地震學(xué)家將目光聚焦于南邊的一個(gè)斷層段上，這一斷層段離東京較近，而且由于3·11地震的緣故目前正處于高應(yīng)力狀態(tài)。日本的長(zhǎng)期歷史記錄沒(méi)有顯示該區(qū)曾有地震發(fā)生，而且那里也沒(méi)有開(kāi)展海上監(jiān)測(cè)工作。

的確，在2011年11月的時(shí)候，日本官方的一個(gè)地震評(píng)估委員會(huì)宣稱，他們預(yù)計(jì)未來(lái)30年內(nèi)沿那一斷層段發(fā)生一次M9地震的幾率為30%。這是該委員會(huì)第一次承認(rèn)日本附近有發(fā)生M9地震的可能性，但仍有一些地震學(xué)家對(duì)于給預(yù)測(cè)的地震指定百分比的精確性及實(shí)用性持懷疑態(tài)度。該斷層段比引發(fā)東日本大地震的斷層段離海岸更近，這一點(diǎn)著實(shí)令人擔(dān)憂。那就意味著對(duì)建筑物和橋梁的搖晃將會(huì)更加劇烈，而逃離海嘯的時(shí)間卻會(huì)變得更短。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，令地震學(xué)家感到疑惑不解的是，這種大型逆沖區(qū)地震將來(lái)還會(huì)襲擊別的什么地方。驟然興起的古海嘯學(xué)研究有可能提供某些線索。地質(zhì)學(xué)家認(rèn)識(shí)到埋藏砂層是由古海嘯留下的，從而為研究昔日的構(gòu)造活動(dòng)開(kāi)啟了一個(gè)新的窗口。在日本，從前人們以為砂層的范圍與波浪向內(nèi)陸行進(jìn)的規(guī)模是一致的，但通過(guò)將2011年3月份海嘯留下的沉積與公元869年留下的沉積進(jìn)行比較，科學(xué)家們開(kāi)始意識(shí)到二者未必相同。3月份海嘯后對(duì)仙臺(tái)平原進(jìn)行的考察表明，沙土延伸的距離僅為海浪拍打海岸距離的62%。這意味著公元869年海嘯的規(guī)模以及引發(fā)那次海嘯的地震規(guī)模都被嚴(yán)重低估了。

雖然震級(jí)很大，但3·11地震的震源離岸邊很遠(yuǎn)，因此給陸地上建筑造成的破壞小得令人感到意外。按照嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)建造的樓房及橋梁一般都經(jīng)受住了搖晃，而此時(shí)室內(nèi)人員或物品卻被震得翻來(lái)覆去。位于仙臺(tái)的東北大學(xué)(Tohoku University)的經(jīng)驗(yàn)為我們提供了防備地震的一個(gè)很好的實(shí)例:該校化學(xué)系有意將門廳設(shè)為安全港，規(guī)定此處不能堆放化學(xué)制品、重物或障礙物。遵照災(zāi)難應(yīng)急計(jì)劃，當(dāng)?shù)谝徊ㄕ痤潄?lái)襲時(shí)，研究人員迅速?zèng)_向門廳并在那里等候，而此時(shí)，通風(fēng)櫥、空調(diào)和化學(xué)制品像驟雨般砸在實(shí)驗(yàn)室的長(zhǎng)凳上。該大學(xué)仙臺(tái)主校區(qū)的建筑雖有幾座受到損害，但沒(méi)有一座垮塌。地震后，研究工作很快恢復(fù)。

但是，正如整個(gè)地區(qū)的情況一樣，造成損失的是海嘯。海邊城鎮(zhèn)女川(Onagawa)有80%的建筑或被海嘯沖走，或已無(wú)法再用，其中就包括東北海洋科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的兩座大樓。幾十年的菌種保藏和(該中心內(nèi)備份的)研究資料瞬間化為烏有。

事實(shí)證明，福島第一核電站的多重備用安全系統(tǒng)根本不是海浪的對(duì)手，所以海嘯也沖走了日本對(duì)于核動(dòng)力的信任。由堆芯熔化和氫氣爆炸引起的輻射物大量釋放迫使超過(guò)10萬(wàn)居民撤離，并需要成千上萬(wàn)的應(yīng)急人員參與控制已經(jīng)損壞的核反應(yīng)堆的英雄行為。

放射性沉降物飄落到了東京，同時(shí)也對(duì)東京產(chǎn)生了象征性影響。日本正重新考慮其以核為中心的能源政策及其對(duì)一些研究項(xiàng)目的承諾，這些項(xiàng)目包括位于日本的文殊(Monju)快中子增殖反應(yīng)堆以及目前正在法國(guó)建造的ITER國(guó)際熱核聚變反應(yīng)堆。

此次災(zāi)難也暴露出社會(huì)中存在的另一條斷層線:公眾與科學(xué)界之間的斷層線。由于未能在災(zāi)難之前和災(zāi)難最嚴(yán)重的時(shí)刻為決策者和公眾提供他們所需要的和想要的建議，科學(xué)家們感到痛苦不堪。日本的科學(xué)家目前正反復(fù)思量如何才能彌合這條鴻溝。