I og omkring Japan sker en tiendedel af alle jordskælv i verden. Da der i gennemsnit er et M7-jordskælv hvert år i Japan, har vi været udsat for hyppige jordskælvskatastrofer lige siden oldtiden. Den første samling af naturkatastrofernes historie (Sugawara 892) blev foretaget af Michizane Sugawara , som var den dygtige regeringsembedsmand i det gamle statussystem i Japan. Han klassificerede alt det kronologiske indhold i de seks nationale historiebøger under forskellige emner, såsom naturkatastrofer, skikke, buddhisme og straffelovgivning. I hans kompilering blev 23 ødelæggende jordskælv inkluderet blandt 632 jordskælv, der blev følt et eller andet sted i Japan for perioden fra 416 ad til 887 ad.
Da Japans moderne regering startede i 1868, blev mange udenlandske lærere inviteret til Japan, mest til Tokyo (fig. 1). Det var uundgåeligt, at den høje seismicitet omkring Tokyo, hvor et følbart jordskælv forekommer mindst en gang om nogle få måneder, gjorde de inviterede udenlandske videnskabsmænd interesserede i jordskælv. Efter at et moderat ødelæggende jordskælv, der blev kaldt Yokohama-jordskælv (M5,8), fandt sted nær Tokyo i 1880, blev verdens første akademiske samfund for jordskælvsforskning, Seismological Society of Japan (SSJ), oprettet i Tokyo under ledelse af John Milne , der kom for at undervise i mineteknologi fra Storbritannien, men blev seismolog i Japan. Selskabets første præsident var Ichizo Hattori , som skrev den første moderne artikel om historisk seismologi, allerede inden selskabet blev oprettet (Hattori 1878).
Ordinationsnavne i og omkring Japan. Byer, distrikter og andre steder i denne artikel er vist
I 1891 ødelagde Nobi-jordskælvet (M8,0) dengang avancerede strukturer som f.eks. murstensbygninger og jernbanebroerne omkring Nagoya. Gennem Dairoku Kikuchis og andres indsats blev Jordskælvsundersøgelsesudvalget oprettet i 1892, og studiet af historiske jordskælv blev specificeret i det andet af 18 listede punkter i udvalgets virksomhed.
Siden det nittende århundrede er den moderne forskning i historisk seismologi blevet fortsat i Japan. Selskabet for historiske jordskælvsstudier blev oprettet i 1984, og det har nu mere end 300 medlemmer og udgiver det videnskabelige tidsskrift en gang om året. Her gennemgås kort den japanske historiske seismologis historie og de nuværende resultater.
For 1923 Kanto-jordskælvet
Den første moderne artikel om historisk seismologi (Hattori 1878) blev inspireret af forfatterens diskussion med Heinrich Edmund Naumann , som var en tysk geolog. Da Hattori blev uddannet som samurai i den tidlige moderne periode og derefter fik en bachelor i naturvidenskab på Rutgers College i USA, kunne han ikke blot læse de originale historiske dokumenter flydende, men også foretage rudimentære analyser. Han opregnede 149 destruktive jordskælv fra 34 ret pålidelige historiske materialer for perioden fra 416 ad til 1872.
På samme tid skrev Naumann også en artikel om historiske jordskælv i Japan (Naumann 1878). Kort efter sin ankomst til Tokyo i 1875 interesserede han sig for jordskælv og samlede 20 bøger om jordskælv, som for det meste blev udgivet i det attende og nittende århundrede i Japan. Han opregnede 213 jordskælv for perioden fra 416 ad til 1872. Han anslog også skadesområderne for tre store jordskælv, som fandt sted i midten af det nittende århundrede. Da de bøger, han brugte, for det meste var udarbejdet i Edo-æraen, var det en selvfølge, at hans liste var mere forurenet af forfalskninger og duplikeringer end Hattoris. Han støttede sig kun på sekundære materialer for den antikke og den middelalderlige periode uden at være klar over det. Den diskussion, han foretog om historisk seismologi i denne afhandling, viste imidlertid levende hans talent som videnskabsmand i lige så høj grad som hans afhandlinger om geologi. Efter at SSJ var blevet grundlagt, opregnede Milne (1881, 1882) 366 jordskælv for perioden fra 295 f.Kr. til 1872 ad fra 64 dokumenter. Hans liste var dog ret tilbagetrukket fra Hattoris og Naumanns, da han udarbejdede listen uden at skelne mellem myte og fakta eller konsistens mellem materialerne.
Hatasu Ogasima lavede også en liste over historiske jordskælv (Ogashima 1894). Han var ingeniør ved Bureau of Mines, men hans chef sendte ham til Bureau of Statistics for at komme sig af sin lungetuberkulose. Da Bureau of Historiography lå ved siden af Bureau of Statistics, læste han i stor udstrækning 213 originale historiske dokumenter, som Bureau of Historiography havde indsamlet på det tidspunkt, og udarbejdede to bøger: Japans fødevarehistorie og Japans katastrofehistorie. Han var “Meiji-æraens Sugawara”. Meiji-regeringens tidlige embedsmænd som Hattori og Ogashima havde fået en grundlæggende kulturel uddannelse i kinesiske og japanske klassikere fra den tidlige moderne periode, ud over den højere uddannelse fra Vesten i deres ungdomsår. De havde lært de nødvendige evner til historisk seismologi meget naturligt.
Da Jordskælvsundersøgelsesudvalget blev oprettet i 1892, fik Minoru Tayama , som var historiker og ansat i Bureau of Historiography, til opgave at samle historisk materiale vedrørende jordskælv fra dokumenter, der var indsamlet til den nationale historieskrivning. Han offentliggjorde 1201 sider med historiske optegnelser om jordskælv fra 465 større historiske dokumenter, der var indsamlet på det tidspunkt (Tayama 1904). Disse sider, der blev trykt i bogtryk, kan nu tydes i OCR. Da Seikei Sekiya , som var den første professor i seismologi i verden, førte tilsyn med Tayamas samling, efterlod han en liste over jordskælv (Sekiya 1899). Sekiyas liste blev faktisk færdiggjort af Fusakichi Omori , og den indeholder 1898 følte jordskælv for perioden fra 416 ad til 1865. Efter at Tayama havde afsluttet sammenstillingen, udvalgte Omori (1913, 1919) 166 store jordskælv for perioden fra 416 ad til 1872 og opsummerede skaderne fra disse store begivenheder.
Efter 1923 Kanto-jordskælv
Ved 1923 Kanto-jordskælv (M7.9) ødelagde Yokohama og Tokyo alvorligt, ændrede Kinkichi Musha , der var engelsklærer på et gymnasium og beskæftigede sig med at samle ord til en engelsk-japansk ordbog, sit mål for indsamlingen fra engelske ord til historiske materialer i forbindelse med jordskælv. Siden 1928 opmuntrede Torahiko Terada , som var en berømt fysiker og essayist, Musha til at fortsætte sin indsats. Terada var medvirkende til oprettelsen af Earthquake Research Institute (ERI) og blev betragtet som en kærlig far for de unge forskere på ERI. Efter Teradas død sponsorerede Akitsune Imamura Musha. Han samlede hovedsageligt oplysninger fra dokumenter, der var tilgængelige i det kejserlige bibliotek Ueno i Tokyo, hvor de fleste historiske materialer blev indsamlet fra tidligere klaners kollegier for samuraier i Edo-æraen. Han tilføjede sin samling til Tayamas og udgav dem i mimeografisk trykning. Det første bind (Musha 1941) blev udgivet før Stillehavskrigen begyndte, og kvaliteten af det var ikke dårlig. Tryk- og papirkvaliteten af andet og tredje bind (Musha 1943a, b) var meget dårlig på grund af manglen på forsyninger i Japan, selv 2 år før krigens afslutning. Den er ofte meget vanskelig at fortolke, selv i originaludgaven.
Fukui-jordskælvet i 1948 (M7,1) forårsagede ødelæggende skader i Fukui-bækkenet. General Headquarters, Supreme Commander for the Allied Powers (GHQ) begyndte at være opmærksom på jordskælv i Japan. Takahasi (1951) vurderede tsunamirisikoen langs Japans Stillehavskyst, og Kawasumi (1951) forventede de maksimale accelerationer som følge af jordskælv for det kommende århundrede. For at kunne foretage deres undersøgelser var det nødvendigt at have et katalog over historiske jordskælv. GHQ opfordrede Musha til at offentliggøre det historiske katalog over jordskælv. For første gang efter Imamuras død fik Musha midler til at udgive det sidste bind af hans samling i bogtrykkeri (Musha 1951c). I dette bind tilføjede Musha listen over 8953 følte jordskælv og udbrud i Japan og Korea for perioden fra 2 ad til 1867 og listen over 190 destruktive jordskælv i Japan for perioden fra 599 ad til 1872. Han udgav også kataloget over 257 historiske jordskælv i og omkring Japan for samme periode, som Imamura havde efterladt, i mimeografiske udgaver (Musha 1950a, b, c, d, e, f, 1951a, b, 1953a, b). Kawasumi (1951) ændrede dette katalog og anvendte 251 historiske jordskælv. Han estimerede 167 epicentre og 236 magnituder på sin skala (Mk) blandt disse begivenheder (fig. 2, 3).
Antal historiske jordskælv opført i hver artikel. 1951 w/epi og 2013 w/epi viser antallet af jordskælv, hvis epicenter blev estimeret i henholdsvis Kawasumi (1951) og Usami et al. (2013). Hvert tal viser antallet af hændelser i henholdsvis den antikke , middelalderlige og tidlige moderne periode. Politisk set sluttede Japans tidlig moderne periode i 1868. 1872 anvendes dog normalt som det sidste år for historiske jordskælv i Japan, fordi vi har brug for konverteringen af månekalenderen til den gregorianske kalender i dette år. Meiji-regeringen skiftede til solkalenderen fra månekalenderen i begyndelsen af 1873
Epicenterfordelinger af destruktive jordskælv i Japan fra 679 ad til 1872 i den seneste Usami’s liste og Kawasumi’s liste. Røde cirkler er epicenter for 214 begivenheder i Usami et al. (2013). Blå cirkler er epicentrer for 167 begivenheder i Kawasumi (1951). Mk er omregnet til den sædvanlige magnitude (M)
Efter Niigata-jordskælvet i 1964
1964 Niigata-jordskælvet (M7,5) ødelagde nye broer over Shinano-floden, herunder den store Showa-bro, som kun var færdiggjort 2 uger før skælvet, mens Bandai-broen, der blev bygget i 1929, overlevede. Dette jordskælv udløste ikke blot grundlæggelsen af et jordskælvsforsikringssystem for boliger i Japan, men var også årsag til, at det forskningsprogram til forudsigelse af jordskælv, der blev foreslået i 1963, blev iværksat. I 1965 startede det japanske program til forudsigelse af jordskælv med et lille budget.
I 1976 advarede Katsuhiko Ishibashi om, at et stort jordskælv var nært forestående omkring Suruga-bugten på baggrund af undersøgelsen af Ansei Tokai-jordskælvet fra 1854 (M8,4) (Ishibashi 1976). Hans advarsel gjorde den historiske seismologi til et vigtigt punkt på programmet. For første gang efter 70 år siden Tayama afsluttede sin samling, begyndte indsamlingen af historiske dokumenter om jordskælv for seismologer i samarbejde med Historiographical Office of the University of Tokyo. Tatsuo Usami fra ERI var ansvarlig for den. Selv om han var teoretisk seismolog, indsamlede han energisk en masse lokale dokumenter, der var bevaret i gamle pakhuse hos tidligere landsbyforstandere og store købmænd i den tidlige moderne periode. Han udgav de indsamlede materialer i bogtryksform (ERI 1981, 1982a, b, 1983a, b, 1984a, b, 1985a, b, 1986a, b, 1987a, b, 1988, 1989a, b, 1993, 1994). Han har også redigeret en omfattende liste over japanske destruktive jordskælv en gang i et årti siden 1975 (Usami 1975, 1987, 1996, 2003, 2013; fig. 2, 3). Han fortsatte også kompilationen og udgav dem i samme form (Usami 1998, 1999, 2002, 2005, 2008, 2012) efter sin pensionering.
Ansamlingen af kompileret historisk materiale fra Tayama (1904) til Usami (2012) udgør nu 27.759 sider i 35 bøger i trykt stil. De nuværende japanske seismologer behøver ikke at kæmpe med at læse kursiv skrift eller tegn i linjeformat for at undersøge historiske jordskælv. Vi er dog nødt til at gå tilbage til originalen, når forskningen kræver materialekritik.
En stor mængde tidligt moderne historisk materiale vedrørende jordskælv gjorde det muligt for Itoko Kitahara at etablere katastrofehistorieundersøgelsen, som er den humanistiske forskning i den sociale genopbygningsproces efter historiske katastrofer og katastrofers indvirkning på samfundet. Hun fandt ud af, at et paradis for overlevende fattige mennesker opstod i et stykke tid efter en katastrofe, da deres hersker forberedte nødmad og nødboliger i den tidlige moderne periode (f.eks. Kitahara 1983). Ichiro Kayano gik i gang med at analysere mindre jordskælv med lokale materialer indsamlet af Usami (Kayano 1987). Mens berømte store jordskælv gentagne gange blev analyseret af forskellige forskere, blev mindre begivenheder glemt selv af det lokale samfund. Lokale materialer giver os mulighed for at afsløre detaljerne i en sådan mindre begivenhed.
Takahiro Hagiwara introducerede tværfaglig forskning med henblik på udviklingen af historisk seismologi. Han dannede en gruppe af eksperter inden for historie, geologi, geografi og ingeniørvidenskab ud over seismologi. Materialekritik fra historikere og kontrol af levn fra geologer og geografer var særlig effektiv for nogle gamle og middelalderlige jordskælv. De afslørede, at nogle begivenheder er falske. De reviderede epicenter og magnituder for nogle historiske jordskælv (f.eks. Hagiwara 1982, 1989, 1995). For oldtiden og middelalderen dannede Ishibashi (2009) i 2003 en tværfaglig gruppe bestående af seismologer, vulkanologer, historikere og informationsforskere for at lave omskrivninger af 683 sider i første bind af Mushas kompilation (Musha 1941) og lægge dem ind i den database, der er tilgængelig via internettet. Selv om databasen ikke er færdiggjort og ikke indeholder andres kompileringer, er beta-versionen nu tilgængelig på internettet.
Efter jordskælvskatastrofen i Hanshin-Awaji i 1995
I 1995 blev en del af den aktive Rokko-bjergforkastningsgruppe aktiveret, og jordskælvet M7,3 forårsagede den ødelæggende katastrofe i Kobe og nabobyerne. Hovedkvarteret for Earthquake Research Promotion of Japan (HERP) blev oprettet i regeringen (nu knyttet til ministeriet for uddannelse, kultur, sport, videnskab og teknologi i Japan: MEXT) for at vurdere risikoen for jordskælv i hele Japan. De begyndte at forbedre forskellige seismiske og geodætiske observationer i hele landet. Der er nu målt seismiske intensiteter på JMA-skalaen (fig. 4) i hele landet på mere end 4 000 steder. På grund af de tektoniske forhold i Japan (fig. 5) forekommer der jordskælv af forskellige typer i og omkring Japan i forskellige dybder. De nuværende tætte data om seismiske intensiteter i Japan giver os nyttige oplysninger om fordelingen af seismiske intensiteter for jordskælv af kendt sted, type og dybde (fig. 6). Det giver os ikke blot mulighed for at skelne mellem dybden og typen af jordskælv, men også for at vurdere den passende størrelse ved at tage hensyn til strukturens indflydelse på den seismiske intensitetsfordeling.
Sammenhæng mellem JMA’s seismiske intensitetsskala og den modificerede Mercalli-intensitetsskala (modificeret fra Utsu 1966). Den målte værdi i midten er output fra den seismiske intensitetsmåler (f.eks. JMA 2016). Output fra den seismiske intensitetsmåler er op til én decimal. Den detaljerede forklaring af JMA’s seismiske intensitetsskala på engelsk findes i JMA (2016)
Variable typer og dybder af jordskælv i og omkring Japan. Meget lavvandede jordskælv forekommer ved aktive forkastninger eller i nærheden af de vulkansk aktive områder. Ved en aktiv forkastning i Japan forekommer et M7-jordskælv ca. en gang hvert 1000. år til flere tusinde år. Der forekommer lavvandede jordskælv af thrust-typen mellem pladerne ved pladegrænserne langs grøfter og lavninger ud for Stillehavssiden af Japan. Et M8-jordskælv forekommer ca. en gang hvert 100. år til et par hundrede år på en del af disse. I nærheden af den ydre stigning af den oceaniske plade forekommer jordskælv af normalforkastningstypen inden for pladen på lav dybde. Jordskælv i mellemdybde inden for pladen forekommer i den subducerende plade lige under den japanske øgruppe. Da spændingsfaldet ved intrapladejordskælvet er større end ved jordskælvet mellem pladerne, mærkes stærkere kortperiodiske bølger på fjerntliggende steder
Eksempler på fordelinger af seismiske intensiteter for forskellige typer og dybder af jordskælv af samme størrelsesorden. a Eksempel på et lavt jordskælv mellem pladerne (2005 Aug 16 M7.2). b Eksempel på et jordskælv i mellemliggende dybde inden for pladen (2003 May 26 M7.1). c Eksempel på et meget lavt jordskælv (2008 June 14 M7.2). Arealstørrelsen af JMA-intensitet 5 og derover i a er næsten lige så stor som i c, mens den i b er langt større, selv om begivenheden i b er af den mindste størrelsesorden. I a og b strækker områderne med JMA-intensitet 3 og større sig i grøfteparallel retning (den lodrette retning i figuren), da de højfrekvente bølger har spredt sig gennem pladen. Selv om intensiteterne på steder tæt på kildeområdet er de højeste i c, var områderne med de lavere intensiteter mindre end i a og b. Området med intensitet 2 i a i den sydvestlige del af Japan er det største. Alle disse træk afspejler forskellen i spændingsfaldets størrelse afhængigt af den seismiske kildetype, forskellen i den struktur, som de seismiske bølger har udbredt sig, og forskellen i hastigheden af ændringen i hypocentralafstande på jordoverfladen på grund af kildens dybde
Historiske jordskælv er kun blevet tildelt epicentre og magnituder ud fra simple isoseismekort. Som led i HERP-fremstød begyndte vi at analysere historiske jordskælv systematisk for at udarbejde et katalog over hypocentre og magnituder ved hjælp af tætte data om seismiske intensiteter, der er akkumuleret efter 1995. Hvis vi nøjagtigt kan identificere hver enkelt placering af de seismiske intensiteter af et historisk jordskælv, der er efterladt i historiske dokumenter, kan vi vurdere dybden og typen af den pågældende begivenhed ved at sammenligne den med fordelinger af seismiske intensiteter af lignende begivenheder for nylig. Siden 1997 har vi indsamlet nøjagtige seismiske intensiteter for 169 målrettede ødelæggende jordskælv, der fandt sted fra 1586 til 1884, fra begyndelsen af den tidlige moderne periode til Meiji-regeringens begyndelse af den moderne måling af seismiske intensiteter. Vi har allerede estimeret seismiske intensiteter på 8700 steder for 134 jordskælv, hvilket svarer til fire femtedele af målbegivenhederne (fig. 7). Ud over steder har vi også afsløret beskadigede områder for mange jordskælv. Med disse data estimerede vi magnituder, epicentre og dybder for 134 begivenheder (fig. 8).
Estimerede seismiske intensiteter for 8700 steder for 134 jordskælv i perioden fra 1586 til 1872. Der er anvendt JMA-intensitetsskala (0-7, fig. 4). Hypocentrene for disse hændelser er vist i fig. 8
Hypocentrene for 134 undersøgte jordskælv i perioden fra 1586 til 1872. For M7,5-begivenheder eller større begivenheder er kildeområderne vist undtagen for 1605- og 1614-begivenhederne, hvis kildeområder er uklare, og hvis foreløbige epicentre blev vist i den østlige del af Nankai-truggen. Symbolstørrelsen er større for en større M. Symbolfarven er varmere for en mindre dyb begivenhed
Den præcise undersøgelse af intensitetsfordelingerne af nogle store historiske jordskælv afslørede de vigtige forskelle mellem nogle store jordskælv mellem pladerne, som man troede gentog sig i det samme kildeområde, og som man troede var typiske karakteristiske jordskælv. Brændpunktsområdet for Taisho Kanto-jordskælvet i 1923 (M7,9: se “Appendix” for navnet på japanske store jordskælv) er blevet anset for at være en vestlig delmængde af brændpunktsområdet for Genroku-jordskælvet i 1703 (M8,1). Intensiteterne i det sydvestlige Japan og steder på Izu-halvøen ved 1703-begivenheden er imidlertid mindre end i 1923. Vi afslørede, at den vestligste del af kildeområdet fra 1923 ikke bevægede sig i 1703 (Fig. 9; Matsu’ura og Nakamura 2016). Brændpunktsområdet for Hoei-jordskælvet i 1707 (M8,6) er blevet anset for at være den simple summering af brændpunkterne for Ansei Tokai (M8,4) og Ansei Nankai (M8,4) jordskælvet i 1854. Men mindre intensiteter omkring Suruga-bugten ud over mindre intensiteter i Kanto-distriktet i 1707 viser, at rystelserne i disse områder er svagere end i 1854, selv om magnituden af 1707-begivenheden er større (Fig. 10; Matsu’ura et al. 2011a, b). Skorpebevægelserne i regionerne øst for Hamana-søen og den sydvestlige del af Shikoku var også mindre i 1707 end i 1854 (f.eks. Shishikura og Namegaya 2011; Matsu’ura et al. 2011a, b). Den vestlige og østlige ende af brændpunktsområdet for Hoei-jordskælvet i 1707 er forskellig fra begge ender af det kombinerede område for de to Ansei-jordskælv i 1854. Disse eksempler fortæller os, at selv sådanne store interpladehændelser forekommer i ikke nøjagtigt det samme kildeområde på hvert tidspunkt. De faktiske brændpunkter varierer fra gang til gang. Vi bør være meget forsigtige med at forberede os på den næste begivenhed og bør ikke forvente, at kun de samme fænomener som ved nogle historiske begivenheder vil forekomme næste gang.
Intensitetsfordeling af 1703 Genroku-jordskælvet (M8,1) og 1923 Taisho Kanto-jordskælvet (M7,9). Begge jordskælv fandt sted langs Sagami Trough. Intensiteterne for 1703 efter Matsu’ura og Nakamura (2016), og intensiteterne for 1923 efter JMA (1969). Intensiteterne i den vestlige del af Izu-halvøen er tilsyneladende mindre end dem fra 1923. Intensiteterne i områderne omkring Kyoto og Osaka i 1703 er også mindre end i 1923, selv om vi tager hensyn til forskellen i disse begivenheders forekomsttidspunkter. Se fig. 1 og “Appendix” for sted- og jordskælvsnavne
Intensitetsfordeling af jordskælvet i Hoei fra 1707 (M8,6) og jordskælvene i Ansei Tokai (M8,4) og Ansei Nankai (M8,4) fra 1854. Disse jordskælv fandt sted langs Nankai Trough. Intensiteterne for 1707 er efter Matsu’ura et al. (2011a, b), og intensiteterne for 1854 er anslåede intensiteter på 4 og derover for regioner såsom byer og bygder (Usami og Daiwa 1994) i stedet for punktvise steder. For 1854 er større intensiteter af Tokai eller Nankai jordskælv plottet på det øverste lag. Se fig. 1 og “Appendix” for sted- og jordskælvsnavne
Skriv et svar