【原】日本會沉沒嗎？

Seisman 2024-03-14 發(fā)布于湖南

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日本會沉沒嗎？

陳立軍

日本會沉沒嗎？答案是否定的。

最近，作者從公網(wǎng)獲得日本及周邊地區(qū)1967～2024.2.29的日本本土地震目錄，含東經(jīng)120°～155°、北緯20°～50°地區(qū)，M1.0+地震2,469,918枚，其中M2.0+地震889,507枚（見表1）。研究區(qū)內(nèi)最大地震9.0級，最大震源深度698km，屬于全球中、深源地震活動最為強(qiáng)烈的地區(qū)之一，也是殼內(nèi)強(qiáng)震與火山噴發(fā)最為強(qiáng)烈的地區(qū)之一。

表1. 研究區(qū)地震活動的統(tǒng)計(jì)

由表1可見，這些地震目錄中的殼下地震占相應(yīng)地震總數(shù)的比例均在38%以上，因而滿足地震地?zé)嵴f原理的研究要求。按照地震地?zé)嵴f中的地震柱構(gòu)造定義和全球地震柱構(gòu)造的編號，劃分了07號日本地震柱、09號北馬里亞納地震柱、10號馬里亞納地震柱和11號臺灣及琉球地震柱等4個地震柱構(gòu)造。研究區(qū)M2.0+地震總體的震源深度地理分布及4個地震柱構(gòu)造的區(qū)域展布如圖1所示。圖1中還包含同時期的M7.0+殼內(nèi)強(qiáng)震以及現(xiàn)代火山噴發(fā)的地理分布。

地震地?zé)嵴f認(rèn)為，地球上地幔的中深源地震活動是M6+殼內(nèi)強(qiáng)震和地震柱型火山噴發(fā)的真正根原^[1-34]。中深源地震活動形同燒開水的物理過程，下部地層的熔巖被深部地層加熱，產(chǎn)生相變，空泡成生，不斷增長與上升，隨著溫壓條件變化而潰滅，將熱能傳遞給上部地層，達(dá)到能量積累。能量不能直接向地表逸散時，只能周而復(fù)始，自下而上，逐層激發(fā)，逐層累積，當(dāng)?shù)貧さ撞磕芰糠e累達(dá)到地殼承受極限時，就會突發(fā)殼內(nèi)強(qiáng)震，或者噴發(fā)火山，或者兼而有之。所謂殼內(nèi)強(qiáng)震和火山噴發(fā)的預(yù)測研究，就是尋覓“響水不開”的時機(jī)、位置和強(qiáng)度的研究。

圖1. 研究區(qū)地震與火山活動分布

（據(jù)日本本土地震目錄，1967-2024.2.29，M2.0+地震，下同）

所謂地震柱構(gòu)造，就是上地幔內(nèi)由中、深源地震活動的震源體密集而成的倒立的圓錐體，最大深度可達(dá)700+km。全球已劃分出24個地震柱構(gòu)造。地震柱構(gòu)造可以是單一的，也可以細(xì)分若干子柱組合而成，視中、深源地震活動與殼內(nèi)強(qiáng)震和火山的密切關(guān)系程度而定。單一的或者地震子柱構(gòu)造才是與地震和火山一對一的直接關(guān)系。圖2為研究區(qū)地震柱構(gòu)造的三維分布。

地震柱構(gòu)造具有若干基本的屬性，是地震地?zé)嵴f立論的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是地震與火山預(yù)測研究的最佳平臺。地震柱構(gòu)造都擁有自己的深部熔巖體，其內(nèi)具有高溫高壓，地震柱型火山可以噴高數(shù)千米乃至15km。熔巖體下潛的深度應(yīng)該遠(yuǎn)大于最大震源深度，因?yàn)樵诖笥?00km的深部，仍然可以發(fā)生7級和8級的強(qiáng)震，需要更深地層的能量供給。殼內(nèi)強(qiáng)震和火山噴發(fā)是地震柱構(gòu)造活動的一對孿生兄弟，可以互為補(bǔ)充、互為消減。地震柱構(gòu)造影響區(qū)只是統(tǒng)計(jì)單元而不是固定的地塊構(gòu)造。火山噴發(fā)多發(fā)生在地震柱構(gòu)造的出地點(diǎn)（圓錐體中軸與地表交匯點(diǎn)）附近，而殼內(nèi)強(qiáng)震則多沿著地殼活動構(gòu)造，斷裂或者褶皺構(gòu)造，發(fā)生在影響區(qū)的敏感區(qū)域或邊緣。地震柱構(gòu)造的活動具有強(qiáng)烈的獨(dú)立性，詳見下述。地震柱構(gòu)造活動具有明顯的準(zhǔn)周期性，作者稱之為地幔年代際震蕩。

以下依據(jù)這些原理從三個方面來探討本文的主題。

圖2. 研究區(qū)地震柱構(gòu)造的三維分布

1.研究區(qū)地震柱構(gòu)造的立體圖像

1.1. 07日本地震柱構(gòu)造的三維分布

圖3為07日本地震柱構(gòu)造的三維分布。由圖3可見，日本地震柱構(gòu)造有3個分支，最大深度達(dá)700km。3個分支呈三足鼎立，東分支傾向東北，西分支傾向西南，北分支向北延伸頗遠(yuǎn)，直達(dá)56°N以遠(yuǎn)，構(gòu)成最為穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，不為近地表的地塊或者海溝的異動所干預(yù)。2011.3.11的M9.0地震是全球少有的9級地震之一?；鹕交顒右埠芑钴S。

圖3. 07日本地震柱構(gòu)造的三維分布

1.2. 09北馬里亞納地震柱構(gòu)造的三維分布

圖4為北馬里亞納地震柱構(gòu)造的三維分布。由圖4可見，北馬里亞納地震柱構(gòu)造有2個分支，北分支直立，南分支呈疊瓦狀略向西南傾斜，可能受到10號馬里亞納地震柱構(gòu)造的牽連（詳后）。

圖4. 09北馬里亞納地震柱構(gòu)造的三維分布

1.3. 11臺灣及琉球地震柱構(gòu)造的三維分布

圖5為臺灣及琉球地震柱構(gòu)造的三維分布。由圖5可見，臺灣及琉球地震柱構(gòu)造由若干個地震子柱組成，整體近于直立，類似壁狀。最大震源深度293km。該地震柱構(gòu)造的殼內(nèi)強(qiáng)震與火山大多集中在九州地區(qū)，尤其鹿兒島地區(qū)火山頻發(fā)。我國臺灣只涉及臺北地區(qū)，臺南地區(qū)歸屬22號馬尼拉地震柱構(gòu)造。

圖5. 11臺灣及琉球地震柱構(gòu)造的三維分布

圖3～圖5中的地震柱構(gòu)造圖像是精確的，殼內(nèi)強(qiáng)震和火山的分布只是示意。

這3個地震柱構(gòu)造都擁有自己的殼內(nèi)強(qiáng)震與火山活動的獨(dú)立系統(tǒng)，是研究區(qū)地貌長期穩(wěn)定的構(gòu)造基石。

1.4. 10馬里亞納地震柱構(gòu)造的三維分布

圖6為10馬里亞納地震柱構(gòu)造的三維分布。該構(gòu)造資料不全，只有北端的一小部分，而且遠(yuǎn)離人類居住區(qū)，對人類危害不大，為讀懂圖2羅列于此。

圖6. 10馬里亞納地震柱構(gòu)造的三維分布

2.地震柱構(gòu)造活動的獨(dú)立性

圖7為2011.3.11日本M9.0地震后50天、200天、300天和一年以內(nèi)研究區(qū)內(nèi)陸震活動的分布。由圖可見，M9.0地震僅僅只是07日本地震柱構(gòu)造的獨(dú)立活動，與周邊的地震柱構(gòu)造活動無關(guān)，充分顯示了地震柱構(gòu)造活動的獨(dú)立性。由此，我們也可以嚴(yán)格地劃分出07和09兩個地震柱構(gòu)造影響區(qū)的邊界。

新燃岳火山位于11臺灣及琉球地震柱構(gòu)造內(nèi)，沉寂了300年，于2011年1月復(fù)蘇，3.13大型噴發(fā)。這些顯然只與11號地震柱構(gòu)造有關(guān)，而與07號地震柱構(gòu)造內(nèi)的M9地震無關(guān)。

圖1和圖 6中的藍(lán)色三角形為富士山火山，位于09號地震柱構(gòu)造之內(nèi)，其噴發(fā)與否，應(yīng)該只與09號地震柱構(gòu)造的活動有關(guān)，而與11號地震柱構(gòu)造內(nèi)的櫻島火山的活動也是無關(guān)的。

地震柱構(gòu)造活動的獨(dú)立性對于殼內(nèi)強(qiáng)震與火山噴發(fā)的預(yù)測研究具有很高的針對性。

圖7. 地震柱構(gòu)造活動的獨(dú)立性

3.研究區(qū)火山活動的繼承性

圖8為更新世、全新世和1967-2024年火山噴發(fā)的分布圖。研究區(qū)有更新世火山196座，全新世火山164座，1967年以來噴發(fā)過的火山48座。時間跨度近百萬年，然而圖6中的火山分布近乎完美地一致，令人驚嘆！

這一切說明，本研究區(qū)內(nèi)的上地幔熔巖體并沒有出現(xiàn)如夏威夷和意大利那樣的熔巖體遷徙現(xiàn)象，因而保持著本區(qū)古有的地貌形態(tài)。這就是地殼構(gòu)造活動繼承性的魅力。

圖8. 研究區(qū)火山活動的繼承性

（資料據(jù)：https://volcano./volcano.cfm?vn=275080）

4.討論

通過對研究區(qū)地震、火山和地震柱構(gòu)造的研究，人們不得不問：為什么多少萬年的地貌狀態(tài)，《山海經(jīng)》里就存在的桑國，突然要在幾十年之內(nèi)沉沒呢？

火山有利生長新的島嶼和修復(fù)已有陸地，殼內(nèi)強(qiáng)震只能制造和修理斷層與海溝，都不會造成大面積陸地的沉沒。引導(dǎo)沉沒論的無非是“碰撞”和“俯沖”這4個字?？墒腔仡^一看，07和09兩個地震柱構(gòu)造共有5條腿，深度700+km，而且“四腿八匝”構(gòu)成如板凳一樣最為穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，誰能碰撞得了，又如何能俯沖得了呢？由圖7可見，M9地震活動似乎像是如針灸的針扎出來的，或者如共工用頭觸出來的，而不像是被碰撞得一盤散沙的?？磥硎怯腥颂嘈欧盍松鲜瞿?個字，本文卻不敢茍同。

5.結(jié)語

1976年1月，我們在北京的友誼賓館參加1975年海城地震預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的全國會議，當(dāng)時的華國鋒代總理批準(zhǔn)我們觀看保密電影《沉沒》，心頭大震。近些年日本時常傳出“沉沒”的擔(dān)憂，思慮再三，故而終成此文。

總結(jié)一句話：地震不滅，火山不滅，熔巖體還在，日本的土地就不會沉沒！

致謝

試著寫一篇科普性文章，希望能有人喜歡。謝謝！

2024.3.12 初稿

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