進入21世紀以來,全球因地震而死亡的人數(shù)約70萬,其中以印尼、海地和汶川3次地震為最。人們?yōu)檫@些地震的遇難者哀悼的同時,也注意到,同樣的8.0級以上地震發(fā)生在智利和日本,同樣也引發(fā)了強烈的地震海嘯,但卻沒有造成重大的人員傷亡,其中奧秘在哪兒呢?
環(huán)太平洋地震帶是全球地震活動水平最高的地震帶,全球8.5級以上的特大地震多發(fā)生在此,但它們對城鎮(zhèn)造成的震害一般都會小于大陸內(nèi)部的地震,原因如下:
1、地震破裂帶的延展方向同島弧(日本、琉球、中國臺灣、新西蘭等)或陸緣(美國加州、墨西哥、智利等)相平行,地震時的破裂擴展和沖擊方向也是平行于島弧或陸緣的。所以,地震的破壞強度在斷層的垂直方向上快速衰減,就極大的減小了島弧或陸緣地區(qū)的地震烈度。當?shù)卣鸢l(fā)生在這些地區(qū)的近海時,威脅實際上多來自單側(cè),或者方位有限。如日本、中國臺灣、新西蘭的地震襲擊都來自它的東側(cè)海域;美國、墨西哥和智利則來自于其西側(cè)。也就是說這些地方的地震災害都屬于地震影響區(qū),而不是震中區(qū)。相當于我國汶川地震時,在重慶方向的衰減較快是一樣的。因此,本次地震震級雖然很高,但對于本州島內(nèi)的破壞程度會相對偏弱,是人員傷亡不大的主要原因之一。
2、海域地震的上覆蓋層是海水。由于流體的剪切模量為零,在海水中是沒有地震橫波的,而地震的最主要破壞成分來自于橫波。于是,在島弧、陸緣與海水層之間,地震波的多次反射、干涉和迭加效應會相對偏弱,不容易出現(xiàn)大陸內(nèi)部在山區(qū)、峽谷和盆地間的局部烈度增強現(xiàn)象,這無疑是降低災情的一個緩解因素。這種現(xiàn)象在我國的渤海地震和東海地震中也是同樣的,陸地沿岸的損失都比較輕。當然,海域地震的危險主要在于海嘯,就像本次日本地震的主要損失是海嘯造成的。
3、當海域地震的震中距的接近百公里或以上時,陸地上的地震波動主要成分都已經(jīng)是面波了,受到海水層對高頻部分的吸收和濾波,導致陸地的面波周期很長,會大大的超過建筑物的固有周期,人的晃動感覺雖然會很強烈,持續(xù)時間也較長。但是建筑物倒塌危險性卻小于地震橫波的襲擊。由于面波衰減很慢,傳播距離非常大。因此,在這次地震中北京和天津高層建筑中的人員強烈有感,是一種正常現(xiàn)象。
雖然環(huán)太平洋地區(qū)是人類居住的密集區(qū)之一,只要抗震設(shè)防和應急避險的措施得力,減災效果會比較明顯。相對而言,上述三個特點,在大陸地區(qū)都不存在,加之各國的經(jīng)濟基礎(chǔ)差異很大。因此,板內(nèi)地震的抗震設(shè)防和減災任務(wù)就要艱巨多了。對不同區(qū)域、不同國家的震災評估不必做簡單的對比。