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天神的牧場
台灣是個島吧?!
鳥瞰日本大海嘯

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類別: 自然‧科普‧數理>地球科學
叢書系列:LEARN
作者:廖振順
出版社:時報文化
出版日期:2012年03月02日
定價:300 元
售價:237 元(約79折)
開本:菊12開/平裝/180頁
ISBN:9789571355191

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天神的牧場台灣是個島吧?!鳥瞰日本大海嘯



  鳥瞰日本大海嘯

〈鳥瞰日本大海嘯〉
◆毀滅性打擊

二○一一年三月十一日台北時間下午一點四十七分,日本本州島東北部外海,發生規模高達九.○的強烈海底地震,並隨之引發大規模海嘯。十分鐘後海嘯抵達日本,在仙台、岩手縣引起高達十多公尺的恐怖巨浪。首當其衝的,當然是本州島東北部沿海地區,災情尤以岩手縣陸前高田市、宮城縣氣仙沼市、南三陸町和福島縣南相馬市最為嚴重,NHK 新聞用「毀滅性打擊」來形容此一災難。截至日本時間二○一一年十月二十四日,地震造成至少一萬五千八百二十八人死亡、三千七百五十四人失蹤、傷者(輕、重傷)五千九百四十二人,遭受破壞的房屋九十八萬三千零七十三棟,為日本二戰後傷亡最慘重的自然災害。

◆受創慘重的原因

為何此次海嘯在日本造成如此重大的傷害?這可以從下面幾個方向來看:

一、海底地震規模大。這次日本三一一地震規模為九.○,僅次於南亞大海嘯的九.一。
二、震央為淺層地震。南亞海嘯震央深度約在地底二十五公里,而日本三一一地震僅有十公里深,地震能量能夠更完整的轉換為海嘯能量。
三、發生地震處為逆斷層。這次地震為太平洋板塊隱沒進入北美洲板塊之下,逆斷層錯動會使被擠壓板塊的海床劇烈垂直抬升,並抬起大量海水,進而造成海嘯。
四、有緩斜的大陸棚。緩斜的大陸棚導致波浪前進速度逐漸受阻,因而逐漸加大波浪的波幅,最終變成驚人的十公尺海嘯。
五、有喇叭狀的谷灣。喇叭狀的地形會減緩波浪前進速度,進一步加大波浪波幅,最後達到驚人的摧毀效果,以陸前高田市為例,海嘯侵襲破壞的痕跡最高達到三十三公尺。
六、地震後,沿岸下陷一至二公尺。雖然日本政府耗費巨資,建有高十公尺防波堤,理論上應該可以阻擋這一次十公尺高的浪潮,但是地震當時沿岸卻同時下陷了一至二公尺,導致海嘯浪潮越過堤防,洶湧灌入,災情慘重。

大家都知道日本多火山、多地震,但是可能沒注意到的是,日本竟然處於四個板塊的交接帶上,分別是東側的太平洋板塊,南側的菲律賓板塊,西側的歐亞板塊以及北側的北美洲板塊。這次的震央位置屬於北美洲板塊,三一一主震過後,許多日本專家非常擔心富士山會有所反應,甚至可能噴發,這是因為,富士山剛好位在北美洲板塊、菲律賓板塊和歐亞板塊三大板塊的交接位置上,當一個規模九.○的強烈地震在不遠處發生時,這種憂慮不是沒有道理的。

◆驚人末世畫面

三一一地震發生至今已有一段時日,到底當時海嘯的破壞有多嚴重呢?範圍有多廣呢?有多深入陸地呢?這些疑問其實可以簡單的用Google Earth 來虛擬飛覽。

首先我們先飛去岩手縣釜石市看看,二○○九年,這裡興建兩道防波堤,日本港灣空港技術研究所稱讚這是「港灣工程史上前所未有的防波堤」,還被「金氏世界紀錄」認定為「世界最大最深的防波堤」,是釜石市投入一千二百二十億日圓(約五百六十四億台幣)的巨資,費了近三十年才建成。結果,這個世界第一的防波堤未能抵擋住海嘯,導致釜石市仍然遭受海嘯重創。但是若說這個世界第一的防波堤完全無效也不對,日本亞太海岸災害研究中心研究員高橋滋夫表示:「每個人都試圖逃脫災難的魔爪,但多數人敗下陣來。若不是防波堤減緩波速、削弱威力,也許倖存者就沒有這麼多了,幾分鐘決定命運。」

被世界第一防波堤阻擋後的海嘯還有多強大的能耐呢?一艘重達四千七百二十四噸的大型貨輪「亞洲和欣」(Asia Symphony),在海嘯的沖力下,船頭竟然直接跨上港口壩堤,被沖到路面上。

岩手縣的大槌町也是重災區,大槌町與釜石市同樣遭遇十五.一公尺的海嘯,在強震及海嘯重創後,大槌町還雪上加霜發生油管破裂,引起連環大火,大火不斷蔓延,無法救援,只能待其自然燒盡,而周遭不時可見百具浮屍,畫面彷若末世降臨。海嘯在大槌町有多恐怖?光看到一艘船晾在房子的三樓,就可以想像了。

另一方面,陸前高田市就地形上來看,前方是一個喇叭狀的海灣;就位置上來看,此一喇叭開口正對三一一地震震央而且距離不遠,最後得到的就是高達十八.三公尺的海嘯襲擊。想像一下一大排六層樓高的房子正對著你一路碾壓過來的恐怖畫面,而且陸前高田市還不僅僅面對這些,當海嘯來臨之前,強烈的地震造成陸前高田市沿海地區地層下陷達兩公尺,這更擴大了海嘯的侵襲範圍,再加上喇叭狀地形會產生類似錢塘潮的效應,再推升了海嘯的侵襲範圍,最後從Google Earth的衛星影像中畫出海嘯的最後侵襲範圍,發現最高竟然可以達到三十三公尺,十分驚人。

◆海嘯到台灣

三月十一日下午三點開始,基隆、宜蘭、台東、花蓮地區的學校陸續開始廣播,先是說明日本發生地震引發海嘯,接著學校要求學生四點放學後儘快回家,宜蘭一所學校的學生,不知是老師的解說太生動還是因為幻想得太可怕,竟然紛紛擁抱大哭,驚嚇莫名。其實人們許多的恐懼,大都來自未知,而未知之中,多數是由於無知或誤解。因此,我們有必要來看看三一一日本海嘯衝擊台灣的樣貌。

海嘯波於台北時間三月十一日下午五點三十二分抵達台灣,然而台灣所觀測到的日本海嘯初達波僅十二公分,而後續抵達的海嘯波高度,在後壁湖、成功、烏石等處大約有五十公分左右。由於剛好不是潮汐的高潮時段,因此海嘯的襲擊威力並不構成威脅。

日本三一一海嘯是如何傳遞到台灣的呢?台灣與日本同屬於花采列島,中間有琉球島弧相連,源自日本的海嘯波會受到島弧的阻擋,越過島弧後,海洋深度變淺,阻力變大,海嘯前進速度減緩,沿著島弧邊緣較深的一側,海嘯波前進速度較快,一路順著島弧至台灣。抵達台灣的第一波海嘯波,其波傳方向並非由東北方傳入,而是由東向西直接衝擊花蓮;其後海嘯波分為兩股,一股朝北繞到宜蘭與基隆,一股往南至墾丁。

當海嘯初達波衝擊花蓮時,海嘯經歷的環境與日本東北沿海完全不同:日本東北沿海是一大片緩升的大陸棚,而在花蓮港往外海八公里,海洋深度就可以達到一千公尺,而且快速下沉最深達到四千多公尺,因此當海嘯波由東向西衝擊花蓮時,彷彿就像是游泳池裡的一道水波撞擊游泳池壁,大部分的能量幾乎全被反彈回去,所以像台灣東部這種斷層海岸,對於海嘯而言,簡直就是剋星。那麼,宜蘭平原呢?看起來陸地很平坦(沖積扇地形),外海用Google Earth 看起來也有平淺的區域,那麼是不是碰到海嘯就糟糕了?是的,若是跟東部的斷層海岸比較起來,宜蘭平原確實危機較大,可是老天爺對宜蘭真是不錯,由於宜蘭平原正對著強烈的東北季風,東北季風經年累月的將海邊的沙子往內陸搬運,慢慢的就堆積成了一道平行於海岸線的橫沙丘,而且這個沙丘的高度大約有十公尺之高,沙丘之上還長滿了許多植物,這根本就是免費的防波堤嘛!真是感恩呀!當海嘯衝擊花蓮後,海嘯波有一股波朝北繞到宜蘭與基隆,這裡的沿海有三座核能電廠(核一、核二和核四),許多人擔心福島核能電廠危機會不會發生在台灣?若是只看這一次的三一一地震所引發的海嘯,當海嘯波抵達台灣的北海岸時,由於受到琉球島弧地形的影響,海嘯波幾乎是以平行於海岸的形態「劃過」台灣北海岸,這樣的海嘯衝擊形態對於三座核能電廠的威脅幾近於零,除非……除非一個像三一一地震性質的地震震央位在圖中白色線所圈起來的區域,那麼海嘯波就會「正面」的衝擊台灣北海岸。

震央在白色線圈裡的可能性雖然是有的,不過疊上中央氣象局歷年來地震規模四.○以上的震央分布圖來看,落在這個範圍內的次數有多少呢?喔喔……好加在不會太多。雖然不必太過杞人憂天,但是只要有海嘯發生的可能,我們也不能掉以輕心!