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野外地质学家——第二部分

探索2004年12月26日毁灭性地震后苏门答腊俯冲带的影响以及未来的研究工作。

作者:Kerry Sieh
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加州理工学院地质学家Kerry Sieh曾经将位于印度尼西亚岛屿西海岸的苏门答腊俯冲带描述为一个“世界一隅,鲜有科学研究涉足之地”。

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但现在不再是这样了。2004年12月26日,该俯冲带发生了地震,并引发了海啸,导致30万印度尼西亚人死亡或失踪。现在,来自世界各地的科学家们正在对其投入大量关注。

12月的地震估计震级高达9.3级,起源于印度-澳大利亚板块和欧亚板块之间的边界,该边界从缅甸蜿蜒5500公里(3400英里),经过苏门答腊岛,直至澳大利亚。在苏门答腊岛附近,板块在印度洋海底的苏门答腊海沟下方5公里(3英里)处交汇。在海沟处,印度-澳大利亚板块俯冲进入地球内部,并被东南亚板块覆盖。十多年来,Sieh一直在研究这个断层带,通过研究珊瑚生长来测量海平面变化,并安装了一系列全球定位卫星(GPS)站来测量地球变形。

从现在到6月10日,Sieh和野外技术员John Galetza以及他们的加州理工学院同事们又回到了苏门答腊。他们将与印度尼西亚科学院的Danny Natawidjaja(Sieh的前研究生,也是这次考察的共同负责人)、Natawidjaja的同事Bambang Suwargadi以及其他印度尼西亚同事一起,测量地震造成的隆升和淹没,并向当地居民宣传脚下潜藏的危险。在这里,Sieh通过电子邮件分享了他的个人观察和初步科学发现。

2005年5月26日,星期四

今天我们开始探索巴尼亚克群岛,该群岛位于苏门答腊大陆附近,介于尼亚斯岛和锡默卢岛之间。我们选择在巴莱会面,我们认为那里是该地区的行政中心,以便与地方当局报到。我们以前从未去过这些岛屿,但知道它们的政治敏感性。然而,我们登陆的城镇位于图昂库岛(最大的岛屿)的北部海岸,是哈洛班,而不是巴莱。在我们对哈洛班进行了一半检查时,我们被命令立即飞往东部的巴莱报到。不过,无论在巴莱还是哈洛班,我们都受到了领导和居民的热情接待。

在整个地区,地表下沉的证据清晰可见。沿海的红树林大面积死亡。哈洛班和巴莱都下沉严重,以至于高潮时沿海道路变成了运河,建筑物部分被淹没。在哈洛班,一个沿海的椰林现在被洪水淹没,事实上,正在椰林内形成一个新的海滩。在哈洛班和巴莱,受洪水影响的沿海居民正在公共场所的草地运动场周围搭建避难所。这些地方展现出巨大的社区精神;每个人都在帮助那些不幸的人。尽管在外部世界几乎没有支持的情况下,重建生计面临巨大挑战,但大多数人精神状态良好。年轻人经常出来观看我们测量下沉量。我们今晚趁退潮时进入城镇,在一家宜人的户外商店和咖啡馆与我们的一些船员和新朋友一起度过了愉快的时光。

在巴莱,加州理工学院博士后Rich Briggs和我测量了今天高潮的水位线,比街上的水位高出74厘米。我们看到一户人家仍然居住,他们将床铺加高,这样在高潮时就不必搬家。女主人正在清扫地板上早上高潮冲进来的碎屑。

在返回哈洛班过夜之前,我们飞往最西边的邦卡鲁岛,完成了当天的工作。在那里,我们测量到隆升量从西部的约70厘米到东部的约20厘米不等。西部的地点在礁石上有美丽的古老枯木,这表明在地震发生前的几十年里,该岛屿正在缓慢下沉。珊瑚微环礁隆起的外部边缘也讲述了同样的故事——岛屿在地震中突然隆升之前,曾缓慢下沉。

2005年5月27日,星期五

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在西姆卢岛上,锡纳邦(该岛首府)的港口景象令人叹为观止;混凝土码头残骸严重下垂,桩柱上覆盖着死亡的、结壳的海洋生物,它们已经不再被淹没到足以存活的深度。载满从这里被毁建筑物中收集的废金属的船只正在将货物运往大陆;救援船只仍在陆续抵达。在机场,倒塌的简陋航站楼已被一个更小、更轻的结构取代。一月份,我对第一次大地震(12月,9.3级)对从城镇到机场沿途建筑造成的破坏如此之小感到惊讶。现在,我对三月份第二次较小(但仍然很大)的8.7级地震造成的破坏程度感到震惊。建筑物到处都是损坏或倒塌——我们一月份住过的酒店在地震后被烧毁,附近的大部分建筑物也随之付之一炬。

2005年5月28日,星期六

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今天,加州理工学院研究生亚伦、印尼学生努格和我测量了西姆卢岛西边小岛的隆升量。令我惊讶的是,隆升量并没有向西增加;相反,它只有我们GPS站在西姆卢机场记录的1.7米的一半左右。我怀疑这是否意味着巨型逆冲断层并未一直延伸到海沟。如果是这样,这可能有助于解释3月28日海啸相对较小的规模。

今天,在西姆卢岛西海岸、我们GPS站以南的布松湾,我们发现了一个在地震中浮出水面的小岛。证据清楚地表明,在地震发生前,除了几棵枯死的椰子树外,高潮曾将那里的一切淹没。孩子们和年轻人或游泳或划独木舟过来见我们。一位当地人阿森告诉我们,他的家人自1950年以来一直在岛上种植椰子林,直到1985年,一些树木仍然活着。我告诉他一个好消息——他们可以重新种植,因为这个岛还需要大约一个世纪才能重新沉入海底!

2005年5月29日,星期日

与尼亚斯岛3月28日下沉的东南海岸不同,西姆卢岛的东海岸已经隆起。今天,两个测量小组都测量了沿海岸线隆起的高度。在一个巨大的、浑浊的、红树林环绕的海湾里,努格、亚伦和我发现了一家珊瑚微环礁,它们清楚地显示出在大约两年前曾经出现过一次隆起,然后在3月28日地震期间再次隆起。这很可能是2002年11月7.4级地震的证据,我们现在认识到那次地震是两次巨型地震的前兆,并且似乎正好发生在它们破裂面之间。

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2005年5月30日,星期一

我们今晚在特卢克达拉姆过夜,这是西姆卢岛东海岸三个大港湾的中间一个。这里很安静,没有锡纳邦港口的喧嚣。只有几百米外一个小码头旁的一户人家的灯光。

今天我们继续向西姆卢岛东海岸更北的地方前进,发现了更多隆起的证据。地貌变化令人叹为观止,但它们无处不在,每天都在发生,所以我们已经习惯了这些壮观的景象。更多古老、被淹没的椰林现在被抬出水面,更多岛屿现在通过贫瘠的新土地连接起来,更多美丽的死珊瑚,更多礁石现在开始支持草类和小树的生长。

我们今天开始与一个正在为电视拍摄的摄制组合作。他们基本上只是在我们做事的时候进行拍摄。那些需要为了得到好镜头而安排我们活动的时刻,对我来说感觉有点尴尬。在村民面前,为了让摄制组拍到他们认为需要的镜头,爬上爬下直升机三次,这看起来有点愚蠢。好吧,我想也没什么坏处;这里的人们可能已经觉得我们有点奇怪了,花那么多时间在礁石上行走并进行测量。

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2005年5月31日,星期二

今天,我特别喜欢的是,当摄制组正在拍摄时,四名当地渔民划着船来到直升机旁,直升机正停在一个小海滩上等我们。等我从我们的勘测地点游过小海湾口时,我们的飞行员马赫福德正在为电视导演西蒙和渔民们做翻译。西蒙问了他们很多关于地震和海啸经历的好问题。他们说,在过去的几个月里,他们的世界变得如此不确定,他们感到很害怕。他们曾经认为如此可靠的事物——大海和地貌——都改变了,他们担心可能会有更多的变化。西蒙问他们,如果他们更多地了解地震和海啸发生的原因,是否会有所帮助,他们热情地表示肯定。这是一个自然的机会,我拿出几份我带来的新的尼亚斯-锡默卢海报。于是,他们拍摄了我们谈论所有这些变化原因的场景。渔民们听到地球需要几十甚至更长时间才能为一次地震做准备,并且如果没有大地震,另一次海啸极不可能发生时,似乎松了一口气。

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今晚,我们停泊在卢瓦克(Lewak)的小港口,这是一个位于西姆卢岛东北角的小村庄,也是距离12月26日地震震中最近的居住地。我们在第一次地震后建立的四个新的GPS站点之一就在镇上的山顶上。照片中可以看到载运我们所有直升机燃料的货船。旁边是电视摄制组租用的小渔船——价格不菲——帮助他们四处出行。他们的“协调员”,那个负责安排的印尼人告诉他们,这艘船会为他们全面配备,并且可以睡10个人。我们想知道他指的是人还是鸡!我们借给他们毯子和垫子,并邀请他们和我们一起用餐,使用我们的厕所和淋浴设施,因为那艘小渔船上什么都没有。

今天下午晚些时候,我们降落在勒瓦克时,像往常一样受到了数十名男女老少的热情欢迎。除此之外,一位老人对我们的到来感激不尽,亲吻了亚伦和我两边的脸颊!我的同事Jean-Philippe Avouac和我们在加州理工学院构造观测站的法国同伴们在这里会感到宾至如归。这些村民将是世界上第一批感受到巨大地震开始的人,在接下来的几分钟和几小时内,那场地震将永远改变孟加拉湾周围许多人的生活。我们的助手之一伊玛目·苏普里汉托在二月份录制了一段视频,采访了一位从山上看到海啸(巨大的垂直波浪)涌入海湾的人。

明天早上,我们计划在镇子另一边礁石平台上,切割一块死去的珊瑚微环礁。伊曼和约翰·加莱茨卡,我的加州理工学院同事,负责技术事务,例如安装地震仪、加速度计等,他们在去年二月份来这里安装GPS站时,发现了一些特别漂亮的样本。电视摄制组对拍摄我们研究的这一方面特别感兴趣,所以杜迪和摄制组擦去了防水链锯、发动机和水泵上的灰尘,并将其搬到船上。现在切割一块样本,将使我们有机会了解在地震发生前的几十年里,海平面变化是否存在任何异常。

2005年6月1日,星期三

今晚我们停泊在西姆卢岛西海岸,一个叫乌戎萨朗(Ujung Salang)的小镇以北的受保护小岛旁。里奇、丹尼和努格乘坐直升机沿着该岛北部海岸往返于礁石之间,测量隆起,而我们其他人则留在莱瓦克切割珊瑚。我们在这里会合,电视摄制组不在,他们今天下午早些时候沿着东海岸开始驾船返回锡纳邦。他们需要赶上明天早上的飞机。

今天早上我们在莱瓦克切了一块不错的珊瑚板。几个人帮我们把设备搬运了几百米穿过镇子到礁石,然后再把设备和样品搬回船上。

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今天我们意识到,从莱瓦克到乌戎萨朗的北部海岸的所有隆升都发生在12月的地震期间。这些人发现丹尼·纳塔维贾亚和我1月份的测量结果与今天的测量结果没有差异。(丹尼是一位印度尼西亚地质学家。我和他是这项工作的科学负责人。)我们现在已经表明,12月和3月的隆升只有轻微重叠,并且在两次巨大地震的隆升区域之间,隆升值存在明显的鞍部。

在乌戎萨朗,隆起的礁石在丹尼和我来访的四个月里显著成熟。草已经开始在礁石平台上生长,甚至在一些珊瑚微环礁的顶部。如果十年内整个礁石都被草、灌木和小树覆盖,我一点也不会感到惊讶。看看农民是否会在新的土地上重新种植椰林,这将很有趣。新的海岸线边缘正在形成一个新的海滩。旧村庄在照片左侧的树林中,几乎完全被12月26日的海啸摧毁;一个新城镇正在右侧的山坡上建造。新村庄上方的树线是丁香园。

我们去年一月在树林里看到的那艘渔船已经被搬到礁石上,几乎已经修复好,准备重新出海。他们将如何将其越过1.5米高的新海滩,这对我来说是个谜。他们是会挖出一条路,还是干脆强行把船推过去?船长过来向我要一个“纪念品”——也就是施舍。我问他在海啸将船冲进树林时他在哪里。听到他说他当时在船上,并乘船度过了海啸,我感到很惊讶。他描述了海水第一次退去时如何把他吸走。然后海水以一道5米高的泡沫波浪向他袭来,他直接迎着波浪,并设法骑了过去。他和船两次被吸走又冲回来。第三次浪将船冲进了树林,并留在了那里。我相信这个故事吗?不确定。

2005年6月3日,星期五

昨晚,亚伦、努格和我被直升机抛弃了,以为我们会在西姆卢岛西海岸中途的一个小镇过夜。马赫福德一整天都在沿着海岸线以跳蛙的方式来回运送两个测量队。到下午中旬,他需要更多的燃料,于是他向南前往我们预定的过夜锚地布松湾。不幸的是,货船收到了关于会合点的错误信息,所以不见踪影。直到大约5:30才到达,所以直到天黑前才把燃料加到直升机里。因此直升机不得不就地过夜。

当然,我们对此一无所知,所以我们只是和一群前来了解我们在做什么的当地人闲聊。当大家都有点饿了,大约日落前一小时左右,一个年轻人用两块树皮做成攀爬工具,爬上一棵椰子树,取下六个椰子。到6:30,我们知道我们无法乘坐直升机返回船只,于是开始和新朋友们讨论我们的选择。他们主动提出去找另一个有车的朋友,开车送我们大约三个小时回到我们的船上。或者,他们会请村长安排我们过夜。

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我们坐在一间只有一盏煤油灯照明的两室小屋里,谈论着地震和海啸如何扰乱了他们的生活。我们表达了这样的观点:未来几十年甚至更长时间内,这里不太可能再次发生大型地震,这让他们平静下来,他们对我们的解释和看法表示感谢。晚上7:30或8:00左右,一个年轻人开着一辆皮卡车过来,我们便开始了乡村的“蟾蜍先生狂野之旅”。我坐在前面,和我们二十多岁的司机伊克巴一起;努格和亚伦则坐在卡车后斗里。伊克巴在12月26日地震和海啸发生时住在梅拉博镇。在那里的十万居民中,他和他的父母是幸存的约两万五千人之一。他说他和他的父母从小就被教导有关1907年西姆卢海啸的知识,知道地震后海水退去时要往山上跑。

今天,另一个摄制组加入了我们。这两位名叫埃德温和罗兰的先生,来自一家为探索频道制作节目的制作公司。早上,他们拍摄了我们从海湾中部小岛上切割两块珊瑚的场景,并为了他们的拍摄需要进行了一些空中飞行。里奇、丹尼和努格早上利用直升机完成了我们在西姆卢的测量工作。

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今晚两艘船将踏上漫长的南下之旅,前往尼亚斯岛,预计明天中午左右抵达古农西托利镇。我将和马赫福德、埃德温和罗兰今晚住在岸边的一个冲浪者之家。我们明天早上将飞往尼亚斯,并花一天时间拍摄。

2005年6月4日,星期六

昨晚在野外,再次停泊在古农西托利港。亚伦和里奇、伊玛目和努格将继续完成测量工作,特别是在巴尼亚克群岛,我们只有两次测量来确定下沉的模式和幅度。

今天对我来说最精彩的部分是我们在尼亚斯岛北海岸一条小河入海口的一个小村庄停留。几周前,我飞过那里时,看到了三角洲沉积物液化的惊人证据,所以我认为这可能是一个非常壮观的地方来拍摄大地震的影响。数百个浅灰色的沙喷(地震发生期间和之后液化沙土喷发形成的特征)点缀着城镇外的田野。这些在河流入海口松散、饱和的沙质沉积物中很常见。居民告诉我们,水和沙的喷泉大约在3月28日地震摇晃到一半时开始,水流持续了长达四天。在位于河西岸的城镇中,巨大的裂缝张开,摧毁了许多房屋和清真寺。

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我们今天的最后一站是奥诺林布,这是尼亚斯岛最东端的一个城镇,也位于一条河流的入海口。那里没有明显的液化证据,但河床沉积物的压实导致大部分城镇下沉到潮间带。现在,大部分城镇在高潮时都被淹没,一些房屋和以前的海滨实际上已经滑落到海平面以下数米。

尽管存在种种问题,这个世界的小角落仍然是一个美丽的地方。


我们这次长达一个月的苏门答腊受两次大地震影响地区之行有三个目标

首先,也是最重要的,我们希望继续并完成对巽他巨型逆冲断层在巨大破裂期间发生的地壳变形的测量。这些测量对于了解两次地震期间巨型逆冲断层移动了多少以及在哪里移动至关重要。我们在一月中旬开始进行这项工作,发现西姆卢岛北部隆起达1.5米,并向苏门答腊大陆和东南方向倾斜。

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现在,随着3月28日地震的发生,我们有大约十倍的海岸线需要测量隆升!我们也有被淹没的地方。2005年3月28日破裂的范围是根据我们从目击者关于隆升和下沉的描述,以及对地震图和我们GPS数据的初步解释得出的。让我们看看我们在亲眼看到之前,做得有多好!

其次,我们希望在1797年和1833年巨大地震区域安装一些地震仪器,因为我们希望做好准备,在未来几个月或几年内该区域发生破裂时,能够收集重要的地震数据。我们有克莱顿教授的六台地震仪和希顿教授、克莱顿教授以及美国地质调查局帕萨迪纳办事处肯·胡德纳特提供的四台加速度计。

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第三,我们需要对我们的GPS网络中的一些站点进行维修。-K.S.

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