蝴蝶效應與超級海嘯

宮乃斌

“你看云霞的海上，何等明媚；風雨的海上，又是何等的陰沉!”

這是冰心在《往事》里，對大海的喜怒無常所發(fā)出的感慨。

其實，更令人恐怖的是：我們不知道陰沉的大海何時會暴怒咆哮，也無法預料大海嘯乃至超級大海嘯能否發(fā)生。

從蝴蝶效應說起

1979年12月，氣象學家洛倫茲在美國科學促進會作了一次演講。他說，一只蝴蝶在巴西扇動翅膀，會引起周圍空氣的擾動；這種擾動如果“湊巧”把各種因素都交互疊加在一起，經(jīng)過氣流的多次反復放大，就可能導致美國德克薩斯州的一場龍卷風?！昂庇纱宿Z動全球。

“蝴蝶效應”來自混沌或非線性理論。該理論認為，一切混沌系統(tǒng)或曰非線性系統(tǒng)的演化，對于初始條件十分敏感。換句話說，初始值的微小變化或偏差，因各種因素的交互疊加，往往導致大范圍長期結(jié)果的巨大差異。這一結(jié)果隨機性強，不可預測。

事實上，“蝴蝶效應”無處不在，無時不有。決定海嘯發(fā)生與否的地殼——海洋——大氣系統(tǒng)，正是最典型的非線性系統(tǒng)。

也就是說，海嘯乃至超級大海嘯能否發(fā)生，只能用混沌或非線性理論來求解。按照這一理論，答案既不可預測，一切又皆有可能。至于海嘯中的極品——超級大海嘯會在何時何地發(fā)生，抑或多少年才發(fā)生，只有上帝才知道。也許千年萬年才會發(fā)生，也許須臾之間即至。

海嘯與巨浪異曲同工

海嘯的術語為“Tsunami”。據(jù)說1946年4月，阿拉斯加突發(fā)海嘯。一個日本人目睹著巨浪大呼“津波”。在場的西方人聽到后，也跟著其發(fā)音叫成了“Tsunami”。這種叫法此后不脛而走。在1963年的國際學術會議上，“Tsunami”最終為學術界所公認。

其實自古以來，日本人一直沿用中國的海嘯一詞。日語的“津波”本是指“港邊大浪”，與海嘯并不相干。1963年之后，日本詞典中才順勢把“津波”引伸為“海嘯叫并寄生巨浪的現(xiàn)象”。

海嘯的大小，可以用東京帝國大學今村明恒教授的方法，按規(guī)模分為-1、0、1～4共6級。4級時，波高在30米以上，被害區(qū)域達沿岸500千米以上。3級時，波高超過10～20米，被害區(qū)域達沿岸400千米以上。2級時，波高超過4～6米。以下依次漸弱。但海嘯的突發(fā)性極強，波高的測量又非常困難，事發(fā)后公布的級別報告不多。

事實上，海嘯本就是一種海浪。至于超級大海嘯，人們常在災難片中見到，不過學術界并沒有統(tǒng)一的評價標準?，F(xiàn)實世界中超級大海嘯也還是有可能發(fā)生的。

海嘯發(fā)生時，滔天大浪可達十幾米以上，頃刻就會席卷大片土地乃至一座城市。我們常說的巨浪也可能高達十幾米以上，導致慘重的災難。雖然海嘯和波浪都會對人類社會造成巨大災難，但兩者又有著本質(zhì)區(qū)別。

常見波浪源自風。大洋上強勁的風或風暴構(gòu)成風場。風場里的風或風暴持續(xù)作用于海面，必然掀起波浪，是為風浪。這時，風能轉(zhuǎn)換為波浪能。無論風息與否，波動都要傳向遠方，是為涌浪。涌浪傳播到海岸，因水變淺，波速減慢波高則急劇增大，最后波峰倒卷，是為拍岸浪。所以，風浪、涌浪和拍岸浪等常見波浪都是海面浪——只在海面起伏，涉水不深；一般能量不大而且衰減較快；波長則較短。

但海嘯則不同，它是從海底到海面整個水體的“抖動”，攜帶的能量驚人而且?guī)缀醪凰p地傳播。其波長很大，可達500～750千米；而且波速很高，可迭500～1000千米／小時。它進入淺水區(qū)后，波高突然增大，往往形成幾十米高、勢不可擋的水墻，頗有泰山壓頂之勢。

海嘯一般是由海底50千米內(nèi)、6.5級以上的淺層強地震、火山爆發(fā)、山崩滑坡、核爆炸等海底因素或地外隕石及天體的撞擊造成。

海嘯必須在大洋中形成，才能“抖動”起足夠深的水體。旋即以巨大的能量神不知鬼不覺迅速傳播數(shù)千千米，然后以迅疾之勢，不可阻擋地摧毀一切。因此，它的“業(yè)績”常常駭人聽聞。

海嘯之最

翻翻歷史，可知地球人對于海嘯從來就不陌生，今后再次赴湯蹈海的機會也必定多多。請看海嘯的若干世界之最：

關于海嘯的最早記載始自國人。在《漢書一天文志》中，記錄了7次“海溢”。其中因地震導致的“海大溢”有4次?！昂４笠纭奔春[。公元前47年和公元173年，分別發(fā)生在萊州灣和黃縣海域的兩次海嘯相當嚴重。

歐洲有史以來死亡最多的海嘯發(fā)生在意大利。1908年12月28日，墨西拿的7.5級地震造成12米高的海嘯，死難8.2萬人。

開創(chuàng)“人工海嘯”先河的是美國人。1954年夏天，在比基尼島的核試驗激起了60米高的巨浪，引發(fā)了15米高的海嘯。

1960年5月22日，智利沿海發(fā)生群震，最大震級8.4級。海嘯高25米，瓦爾迪維亞半數(shù)建筑被夷為平地。沿岸百余座防波堤倒塌、2000余艘船只被毀，萬余人喪生。該海嘯同時以六七百千米的時速橫跨太平洋，在日本沖走住宅千余所，淹沒良田兩萬畝，15萬人無家可歸。這是迄今唯一一個“孿生”海嘯。

1964年3月28日，阿拉斯加灣的海嘯創(chuàng)造了浪高70米的歷史記錄。

有史以來死傷最慘重的海嘯由印度洋地震引發(fā)。2004年12月26日，印度尼西亞蘇門答臘北部海底的9.3級地震引發(fā)大海嘯。災難涉及印度洋周邊11國，致使29.2萬人罹難。

日本“關東大地震”及其引發(fā)的海嘯最為慘烈。1923年9月1日11點58分，相模灣連續(xù)發(fā)生7.9級雙中心地震和7.3、7.2級地震，隨之是大海嘯。海嘯高12米，時速780千米。災難中共死亡、失蹤14萬余人、傷10萬余人，房屋倒塌受損12萬余間、燒毀44萬余間。地震時，3000多人在橫濱灣海中避難。不料油庫爆炸，10萬噸石油漂浮海上。不幸又爆燃大火，大海瞬間變火海，避難者皆被燒死。

日本列島會因海嘯沉沒嗎

“關東大地震”前，東京帝國大學地震權威大森房吉教授與其助手、前面提過的今村明恒曾經(jīng)有過兩次激烈辯論。今村判斷東京有地震和海嘯的危險，大森則極力否認。后來地震之時，大森正在悉尼天文臺地震室訪問。親眼見到地震儀的記錄筆瘋狂擺動，知道東京果真發(fā)生了強震和海嘯，羞愧萬分。

其實今村所依據(jù)的，便是日本地震和海嘯的史料分析。

世上有記載的破壞性海嘯大約有260次，發(fā)生在日本的就占了48％左右。可見日本不啻是地震、火山和海嘯災難的“大”國。

究其原因，是因為日本處于歐亞板塊、北美板塊、太平洋板塊和菲律賓海板塊的交匯點上。四大板塊隨時都在激烈碰撞。

日本的西面是日本海盆，水深在2000米以上；東面則是著名的馬里亞納海溝，水深在8000米以上?；⌒蔚娜毡玖袓u平均只有70千米寬。

恰巧日本海盆又在不斷地擴張，把日本列島往太平洋里壓。太平洋板塊又在不斷地向東北方向后退，速度為10厘米／年。于是，日本列島坍塌的風險必然存在。

那么，如果這個地震、火山和海嘯災難大國湊巧再次發(fā)生超級大海嘯，加之“蝴蝶效應”，那么窄窄的日本列島，會不會一頭栽到馬里亞納海溝里去?或者說，日本列島會沉沒嗎?

美國國家科學院院長布魯斯·阿爾伯茨的回答是肯定的。世事難料，一切皆有可能。(文章代碼：2207)

(責任編輯)趙菲