古代海啸能教会我们关于未来灾难的什么

自古以来,巨大的海啸一直在摧毁海岸线。如果我们忽视这些史前警告,将自食恶果。
在人类有文字记载之前,无数的海啸袭击了沿海社区。古海啸研究人员正致力于揭开这些被遗忘的灾难。图片来源:North Wind Picture Archives/Alamy Stock Photo

本文最初发表于 Hakai Magazine,这是一个关于沿海生态系统中的科学与社会在线出版物。欲了解更多此类故事,请访问 hakaimagazine.com

一块重达40多吨的巨石静静地躺在远离海边的沙滩上。它比周围所有的岩石都要巨大,明显地摆放错了位置。这块巨大的石头的由来,并非来自它身后的广阔的阿塔卡马沙漠,而是来自下方的太平洋。数百年前,一场海啸席卷了智利北部海岸——一道20米高的水墙,比六层楼的建筑还高,像扫豌豆一样将巨石卷向内陆。

卷走这块巨石的海啸,发生在智利有文字记载之前。但今天我们之所以知道这件事,得益于一群小型研究人员的侦探式工作,他们正在全球各地 挖掘古代海啸的痕迹。运用多种多样的科学技术,这些古海啸研究人员已经发现了先前未被记载的巨大海浪的证据。在这个过程中,他们的工作表明,沿海社区可能比他们意识到的要面临更大的海啸风险。

南安普敦大学的古海啸研究员詹姆斯·戈夫(James Goff)表示,随着科学家们扩大搜索范围,他们持续发现比历史记载中更大的古代海啸。这意味着,如果一个地点曾经发生过一次巨大的海啸,那么它就有可能再次发生。问题是我们是否做好了准备。


海啸不仅仅是一道大浪。常规的海浪,即使高达几十米,通常是由风产生的,只涉及水的最上层。它们携带的能量相对较少,通常会无害地拍打在岸边。

相比之下,海啸是由地质力量引发的——地震、火山爆发,或者 山体滑坡落入海中。海啸涉及整个水柱。虽然大型海啸的高度可以达到20米或更高——有些特别巨大的海啸 高达数百米——但它们不一定需要特别高才能造成大范围的破坏。海啸不是在海滩上崩溃,而是像撞锤一样冲上岸。在冲向内陆数百米甚至更远之后,海水会退回深海,带走路径上几乎所有的东西。但海啸几乎总会留下它们经过的痕迹——就像沙漠中一块不该出现的地方的巨石。

戈夫研究古代海啸已有近三十年,主要在太平洋沿岸国家进行。他是全球少数专注于寻找古海啸(即文字记载之前发生的海啸)证据的科学家之一。

戈夫说,要判断几百或几千年前是否发生过海啸,最简单的方法就是查看地下。当海浪退去时,它会将携带的所有东西散落在地表。这些由淤泥、岩石、微小的贝壳和其他海洋沉积物组成的薄层,随着时间的推移而被埋藏,从而在沉积层之间保存了海啸的路径。在一些地方,这些层保存得如此完好,以至于研究人员可以看到层层叠叠的海啸证据,就像一个叠起来的蛋糕。

夏威夷茂宜岛的一个挖掘点,显示出四道标记海啸沉积的层带。科学家们尚未确定这些海啸发生的时间。摄影:Scott Fisher

戈夫说,在智利南部,你可以在许多沿海河流附近挖个洞,然后数数这些层带。“一、二、三、四,”戈夫说。“你可以看到这些层,你知道它们是古海啸。”

在岩石或更贫瘠的地形地区,古海啸的痕迹可能更难辨认,所使用的技术必须根据环境进行调整。戈夫和其他研究人员还会寻找微观海洋生物,如硅藻和有孔虫,海洋生物的古代 DNA,地球化学的变化,以及像阿塔卡马地区那样,不寻常的巨石。

在西班牙胡安·卡洛斯国王大学工作的古海啸研究员塔蒂亚娜·伊兹奎尔多(Tatiana Izquierdo)说,那场阿塔卡马的海啸可能发生在1420年。她和她的同事 在巨石下方挖掘,发现了未受干扰的沉积物。他们对发现的一些海洋贝壳进行了放射性碳定年,结果显示可能发生在14世纪到16世纪之间。经过进一步研究,研究小组发现了1420年日本海啸的历史记录,这与他们的日期吻合。伊兹奎尔多说,他们的海啸很可能源自智利海岸的一次大地震,然后横跨太平洋到达日本。

在其他情况下,古海啸研究人员也从考古记录中获得了启示。伊兹奎尔多说,智利的考古学家此前注意到,大约在3800年前,许多沿海遗址突然被系统性地废弃,不久后新的遗址出现在内陆。此外,像带有被强水流侵蚀痕迹的贝壳堆等证据,也暗示了可能存在一次古海啸。

这些日期与戈夫在新西兰发现的证据完美吻合,那里 如同汽车大小的巨石 被抛掷到内陆近一公里处。戈夫说,这是一场未出现在历史记录中的灾难,而且这场海啸很可能影响了整个南太平洋的岛屿,包括瓦努阿图、汤加和库克群岛。古海啸研究人员尚未在这些岛屿上寻找佐证证据,因此他们还不知道这场灾难的全部破坏规模。


了解古海啸的大小和严重程度,不仅仅是历史研究的范畴。这些数据对当代的沿海社区具有巨大的价值。

预测海啸是不可能的。充其量,居民可能只有几分钟到几个小时的预警时间,这来自于像美国和加拿大国家海啸预警中心这样的机构,它们使用浮标和地震仪在海啸到达陆地前进行探测。所得出的警报是基于计算机模型,这些模型输入了过去海啸行为的数据。如果这些模型忽略了未出现在历史记录中的关键事件——比如古海啸研究人员正在不断揭示的那些事件——那么警报可能就不够准确。

戈夫指出,2011年的日本东北地方太平洋近海地震引发的海啸,就是一个忽视过去事件证据的危险典型。

2011年的那场海啸,是由日本近海的一场9.0级地震引发的,产生了高达40米的海浪,深入内陆10公里。海水淹没了海堤,并且淹没了超过 100个指定的海啸避难点。它摧毁了整个城镇,并导致福岛第一核电站瘫痪。超过15,000人死亡。

问题的一部分在于日本的防御不足。研究人员从可追溯到17世纪的历史记录中得知了三次大地震引发的海啸,其中一次的海浪几乎和2011年的海啸一样高。然而,官员们在制定海啸防御准备工作时,包括建造海堤和确定海啸避难区的位置,却依据的是1960年一场由智利海岸地震引发的海啸,这场海啸在日本只产生了6米高的海浪。

戈夫说:“我们知道它们(在日本)可能有多大。我们知道这些东西肯定是从日本近海产生的。然而,我们对它完全没有准备。”

2011年的东北地方太平洋近海地震引发的海啸,比近代几乎任何一次海啸都更具破坏性。但正如古海啸研究所示,这绝非前所未有。

回到智利,伊兹奎尔多表示,她尤其担心,如果发生一场与卷起巨石到阿塔卡马沙漠的那场海啸规模相当的海啸,今天会发生什么。在卡尔德拉市郊等热门度假区,人们在海滩附近建造了房屋。如果发生海啸,这些房屋将面临严重危险。

古海啸研究人员正在揭示,那些我们不知道的海啸,其破坏性往往比我们知道的更大。那些灾难可能发生在几千年前,而那些地方可能在不久的将来不会再看到如此巨大的海浪。但总有一天,在某个地方,我们会的。

本文首次发表于 Hakai Magazine,经许可在此转载。

 

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