一块重达 40 多吨的巨石高高地耸立在海滩上,比周围的其他岩石都显得矮小,显得格格不入。这个巨大的异物是如何来到这里的答案,不在于它后面的广阔的阿塔卡马沙漠,而在于下面的太平洋。几百年前,一场海啸袭击了智利北部海岸——一道 20 米高的水墙,比六层楼还高,像卵石一样将巨石冲向陆地。
在智利有文字记载之前,就发生了这场抛掷巨石的海啸。但今天我们之所以知道它,要归功于一小群研究人员的侦查工作,他们正在全球范围内揭示古代海啸的迹象。 这些古海啸研究人员利用各种科学技术,发现了以前未记录的巨大海浪的证据。在此过程中,他们的工作揭示了沿海社区可能面临比他们意识到的更大的海啸危险。
英格兰南安普顿大学的古海啸研究员詹姆斯·戈夫说,随着科学家们扩大搜索范围,他们继续发现比历史记录中更大的古代海啸。其含义是明确的:如果某个地点曾经发生过一次巨大的海啸,那么它可能会再次发生。问题是我们是否为此做好了准备。
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海啸不仅仅是一场巨浪。传统的海浪,即使是几十米高的海浪,通常也是由风产生的,只涉及最上层的水。它们携带的能量相对较少,通常会无害地撞击海岸。
相比之下,海啸是由地质力量产生的——地震、火山爆发或山的一侧坠入大海。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,一些特别巨大的海啸高达数百米,但它们不需要特别高就能造成广泛的破坏。海啸不是在海滩上崩塌,而是像撞锤一样冲上岸。在冲入内陆数百米甚至更远之后,水会退回到深处,带走几乎所有挡路的东西。但海啸几乎总是会留下其经过的痕迹,比如在沙漠高处发现一块不寻常的巨石。
戈夫一直在寻找古代海啸近三十年,主要是在太平洋沿岸的国家。他是世界上少数几个专门寻找古海啸(即早于书面记录的海啸)证据的科学家之一。
戈夫说,判断几百或几千年前是否发生过海啸的最简单方法是查看地下。当海浪退去时,它会留下散落在地表的所有物质的痕迹。这层薄薄的淤泥、岩石、微小的贝壳和其他海洋沉积物会随着时间的推移被掩埋,从而保留了海啸在沉积物层之间的路径。在某些地方,这些层保存得如此完好,以至于研究人员可以看到像千层蛋糕一样堆叠在一起的多次海啸的证据。
在夏威夷毛伊岛的挖掘中,显示了四个标记海啸沉积物的条带。科学家们尚未推断出这些海啸发生的时间。照片由斯科特·费舍尔拍摄
在智利南部,你可以在许多沿海河流附近挖一个洞,然后数一下这些条带。“一、二、三、四,”戈夫说。“你可以看到这些层,你知道它们是古海啸。”
在岩石较多或较贫瘠的地形中,古海啸的轨迹可能更难辨认,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寻找微小的海洋生物,如硅藻和有孔虫、来自海洋生物的古代 DNA、地球化学变化,以及像在阿塔卡马沙漠中一样,寻找意料之外的巨石。
位于西班牙胡安卡洛斯国王大学的古海啸研究员塔蒂亚娜·伊斯基耶多说,阿塔卡马海啸可能发生在 1420 年,她帮助发现了这场海啸。她和她的同事在巨石下挖掘,找到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测年,得出了 14 世纪到 16 世纪的潜在日期范围。经过进一步研究,该团队发现日本 1420 年发生海啸的历史记录与他们的日期相符。伊斯基耶多说,他们的海啸很可能起源于智利海岸附近的一次大地震,并横跨太平洋到达日本。
在其他情况下,古海啸研究人员从考古记录中获得了见解。伊斯基耶多说,智利的考古学家之前注意到,大约在 3,800 年前,一些沿海遗址突然被系统地废弃,而新的遗址很快出现在更内陆的地方。其他证据,例如被强流侵蚀的贝丘,暗示了潜在的古海啸。
这些日期与戈夫在远隔海洋的新西兰发现的巨大古海啸的证据完美吻合,那里汽车大小的巨石被抛到近一公里内陆。戈夫说,这场灾难没有出现在历史记录中,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,因此他们尚不知道它造成的破坏的全部规模。
找出古海啸有多大、有多严重不仅仅是历史兴趣的问题。这些数据对当今的沿海社区具有很大的价值。
预测海啸是不可能的。最好的情况是,居民可能会从美国和加拿大的国家海啸预警中心等机构收到几分钟到几小时的警告,这些机构使用浮标和地震仪来检测潜在的海啸,然后再到达陆地。由此产生的警报基于计算机模型,这些模型输入了有关过去海啸行为的数据。如果他们遗漏了历史记录中没有出现的关键事件(例如古海啸研究人员正在稳步揭示的事件),那么警告可能不完全准确。
戈夫指出,2011 年日本发生的东日本海啸是无视过去事件证据的危险的一个典型例子。
2011 年的海啸是由日本近海海底 9.0 级地震引发的,产生的海浪高达 40 米,最远蔓延至内陆 10 公里。海水淹没了海堤,淹没了超过 100 个指定的海啸疏散地点。它摧毁了整个城镇,并重创了福岛第一核电站。超过 15,000 人死亡。
部分问题在于日本防御不足。研究人员从可追溯到 17 世纪的历史记录中了解到三次大型海啸,其中一次产生的海浪几乎与 2011 年的海啸一样高。然而,官员们的海啸防御准备工作,包括海堤的建设和海啸疏散区域的选址,是基于 1960 年智利海岸地震引发的海啸,该海啸在日本产生的海浪仅为 6 米高。
“我们知道它们在日本有多大。我们知道这些东西一定是在日本近海产生的。然而,我们对此毫无准备,”戈夫说。
2011 年的东日本海啸比近代几乎任何其他海啸都具有破坏性。但正如古海啸研究表明的那样,这并非史无前例。
回到智利,伊斯基耶多说,她特别担心,如果今天发生一次与将巨石抛入阿塔卡马沙漠的海啸大小相当的海啸,将会发生什么。在卡尔德拉市郊外等热门度假胜地,人们在海滩附近建造了房屋。如果发生海啸,这些房屋可能会面临严重的危险。
古海啸研究人员正在揭示,我们不知道的海啸通常比我们知道的海啸更具破坏性。这些灾难可能发生在数千年前,而且这些地方可能在不久的将来永远不会再看到如此大的海浪。但是,在某个地方,在某个时间,我们会遇到的。