En tiondel av alla jordbävningar i världen inträffar i och omkring Japan. Eftersom det i genomsnitt sker en M7-jordbävning varje år i Japan har vi drabbats av frekventa jordbävningskatastrofer ända sedan urminnes tider. Den första sammanställningen av naturkatastrofernas historia (Sugawara 892) gjordes av Michizane Sugawara , som var den begåvade regeringstjänstemannen i Japans gamla statussystem. Han klassificerade allt kronologiskt innehåll i de sex nationernas historieböcker under olika punkter, t.ex. naturkatastrofer, seder, buddhism och strafflag. I hans sammanställning ingick 23 destruktiva jordbävningar bland 632 jordbävningar som kändes någonstans i Japan för perioden från 416 e.Kr. till 887 e.Kr.
När Japans moderna regering startade 1868 bjöds många utländska lärare in till Japan, främst till Tokyo (fig. 1). Det var oundvikligt att den höga seismiciteten runt Tokyo, där en känd jordbävning inträffar åtminstone en gång på några månader, gjorde att de inbjudna utländska vetenskapsmännen blev intresserade av jordbävningar. Efter att en måttligt destruktiv jordbävning, som kallades Yokohama-jordbävning (M5,8), inträffade nära Tokyo 1880, grundades världens första akademiska sällskap för jordbävningsforskning, Seismological Society of Japan (SSJ), i Tokyo under ledning av John Milne , som kom från Storbritannien för att undervisa i gruvteknik, men som blev seismolog i Japan. Sällskapets första ordförande var Ichizo Hattori , som skrev den första moderna uppsatsen om historisk seismologi redan innan sällskapet bildades (Hattori 1878).
Ortennamn i och runtom Japan. Städer, distrikt och andra platser i detta dokument visas
År 1891 förstörde jordbävningen i Nobi (M8,0) de mest avancerade strukturerna på den tiden, t.ex. tegelbyggnader och järnvägsbroar runt Nagoya. Genom Dairoku Kikuchis och andras ansträngningar bildades jordbävningsutredningskommittén 1892, och studiet av historiska jordbävningar angavs som den andra av 18 listade punkter i kommitténs verksamhet.
Sedan 1800-talet har den moderna forskningen om historisk seismologi fortsatt i Japan. Society of Historical Earthquake Studies bildades 1984 och har nu mer än 300 medlemmar och publicerar den vetenskapliga tidskriften en gång om året. Här går vi kortfattat igenom den japanska historiska seismologins historia och de nuvarande resultaten.
För 1923 års Kanto-jordbävning
Den första moderna artikeln om historisk seismologi (Hattori 1878) inspirerades av en diskussion mellan författaren och Heinrich Edmund Naumann , som var en tysk geolog. Eftersom Hattori utbildades som samuraj under den tidigmoderna perioden och sedan fick en Bachelor of Science vid Rutgers College i USA, kunde han inte bara läsa de historiska originaldokumenten flytande, utan även göra rudimentära analyser. Han listade 149 destruktiva jordbävningar från 34 ganska tillförlitliga historiska material för perioden från 416 e.Kr. till 1872.
Till samma tid skrev Naumann också en artikel om historiska jordbävningar i Japan (Naumann 1878). Strax efter att han anlände till Tokyo 1875 intresserade han sig för jordbävningar och samlade in 20 böcker om jordbävningar, som för det mesta publicerades under 1700- och 1800-talen i Japan. Han förtecknade 213 jordbävningar för perioden från 416 ad till 1872. Han uppskattade också skadeområdena för tre stora jordbävningar som inträffade i mitten av 1800-talet. Eftersom de böcker han använde sig av mestadels hade sammanställts under Edo-eran var det självklart att hans lista var mer förorenad av förfalskningar och dubbletter än Hattoris. Han förlitade sig endast på sekundärt material för den antika och medeltida perioden utan att inse det. Den diskussion han förde om historisk seismologi i den uppsatsen visade dock på ett levande sätt hans talang som vetenskapsman lika mycket som hans uppsatser om geologi. Efter att SSJ hade grundats förtecknade Milne (1881, 1882) 366 jordbävningar för perioden från 295 f.Kr. till 1872 e.Kr. från 64 dokument. Hans lista drog dock snarare tillbaka från Hattoris och Naumanns, eftersom han sammanställde utan åtskillnad mellan myt och fakta eller konsistens mellan materialen.
Hatasu Ogasima gjorde också en lista över historiska jordbävningar (Ogashima 1894). Han var ingenjör vid Bureau of Mines, men hans chef skickade honom till Bureau of Statistics för att återhämta sig från sin lungtuberkulos. Eftersom historiebyrån låg bredvid statistikkontoret läste han utförligt 213 historiska originaldokument som då samlats in till historiebyrån och sammanställde två böcker: Japans livsmedelshistoria och Japans katastrofhistoria. Han var ”Meiji-erans Sugawara”. Meijiregeringens tidiga tjänstemän som Hattori och Ogashima fick grundläggande kulturell utbildning i kinesiska och japanska klassiker från den tidigmoderna perioden, utöver den högre utbildningen i västvärlden i tonåren. De hade lärt sig nödvändiga förmågor för den historiska seismologin på ett mycket naturligt sätt.
När jordbävningsutredningskommittén grundades 1892 fick Minoru Tayama , som var historiker och anställd vid byrån för historieskrivning, i uppdrag att sammanställa historiskt material med anknytning till jordbävningar från dokument som samlats in för den nationella historieskrivningen. Han publicerade 1201 sidor med historiska uppgifter om jordbävningar från 465 viktiga historiska dokument som samlats in vid den tidpunkten (Tayama 1904). Dessa bokstavstryckta sidor kan nu dechiffreras i OCR. Eftersom Seikei Sekiya , som var den första professorn i seismologi i världen, övervakade Tayamas sammanställning, lämnade han en förteckning över jordbävningar (Sekiya 1899). Sekiyas lista färdigställdes egentligen av Fusakichi Omori , och innehåller 1898 upplevda jordbävningar för perioden från 416 ad till 1865. Efter att Tayama avslutat sammanställningen valde Omori (1913, 1919) ut 166 stora jordbävningar för perioden från 416 ad till 1872 och sammanfattade skadorna av dessa stora händelser.
Efter 1923 års Kanto-jordbävning
När 1923 års Kanto-jordbävning (M7.9) förstörde Yokohama och Tokyo svårt, ändrade Kinkichi Musha , som var engelsklärare på en gymnasieskola och deltog i sammanställningen av ord till en engelsk-japansk ordbok, målet för sin insamling från engelska ord till historiskt material med anknytning till jordbävningar. Sedan 1928 uppmuntrade Torahiko Terada , som var en berömd fysiker och essäist, Mushas arbete. Terada bidrog till inrättandet av jordbävningsforskningsinstitutet (ERI) och ansågs vara en kärleksfull far för unga forskare vid ERI. Efter Teradas bortgång sponsrade Akitsune Imamura Musha. Han sammanställde huvudsakligen information från dokument som fanns i det kejserliga biblioteket Ueno i Tokyo, där det mesta historiska materialet samlades in från tidigare klaners kollegier för samurajer under Edo-eran. Han lade sin sammanställning till Tayamas och publicerade dem i mimeografiskt tryck. Den första volymen (Musha 1941) publicerades innan Stillahavskriget började, och kvaliteten på den var inte dålig. Tryck- och papperskvaliteten på den andra och tredje volymen (Musha 1943a, b) var mycket dålig på grund av bristen på förnödenheter i Japan, till och med två år före krigsslutet. Den är ofta mycket svår att tolka även i originaltrycket.
1948 Fukui jordbävningen (M7,1) orsakade förödande skador i Fukui-bäckenet. Högkvarteret, Högsta befälhavaren för de allierade makterna (GHQ) började uppmärksamma jordbävningar i Japan. Takahasi (1951) uppskattade tsunamirisken längs Japans Stillahavskust och Kawasumi (1951) förväntade sig de maximala accelerationerna till följd av jordbävningar under det kommande århundradet. För att göra sina studier var det nödvändigt med en katalog över historiska jordbävningar. GHQ uppmuntrade Musha att publicera den historiska katalogen över jordbävningar. För första gången efter Imamuras bortgång fick Musha medel för att publicera den sista volymen av sin sammanställning i bokstavstryck (Musha 1951c). I denna volym lade Musha till en förteckning över 8953 kännbara jordbävningar och utbrott i Japan och Korea för perioden från 2 ad till 1867 och en förteckning över 190 destruktiva jordbävningar i Japan för perioden från 599 ad till 1872. Han publicerade också katalogen över 257 historiska jordbävningar i och omkring Japan för samma period, som lämnades av Imamura, i mimeografiska upplagor (Musha 1950a, b, c, d, e, f, 1951a, b, 1953a, b). Kawasumi (1951) ändrade den katalogen och använde 251 historiska jordbävningar. Han uppskattade 167 epicentrum och 236 magnituder på sin skala (Mk) bland dessa händelser (fig. 2, 3).
Antal historiska jordbävningar som anges i varje artikel. 1951 w/epi och 2013 w/epi visar antalet jordbävningar vars epicentrum uppskattades i Kawasumi (1951) respektive Usami et al. (2013). Varje siffra visar antalet händelser under forntida , medeltida respektive tidig modern period. Politiskt sett avslutades Japans tidigmoderna period 1868. 1872 brukar dock användas som det sista året för historiska jordbävningar i Japan, eftersom vi behöver konverteringen av månkalendern till den gregorianska kalendern senast detta år. Meiji-regeringen övergick till solkalendern från månkalendern i början av 1873
Epicentrumsfördelningar av destruktiva jordbävningar i Japan från 679 ad till 1872 i den senaste Usamis lista och Kawasumis lista. Röda cirklar är epicentrum för 214 händelser i Usami et al. (2013). Blå cirklar är epicentrum för 167 händelser i Kawasumi (1951). Mk är omvandlad till den vanliga magnituden (M)
Efter 1964 års Niigata-jordbävning
1964 års Niigata-jordbävning (M7,5) förstörde nya broar över Shinano-floden, bland annat den stora Showa-bron, som färdigställdes bara två veckor före skalvet, medan Bandai-bron byggd 1929 överlevde. Denna jordbävning utlöste inte bara grundandet av ett jordbävningsförsäkringssystem för bostäder i Japan, utan ledde också till att det forskningsprogram för jordbävningsprognoser som föreslogs 1963 inleddes. År 1965 inleddes det japanska programmet för jordbävningsprognoser med en liten budget.
År 1976 varnade Katsuhiko Ishibashi för att en stor jordbävning var nära förestående runt Surugabukten utifrån studien av 1854 års jordbävning i Ansei Tokai (M8,4) (Ishibashi 1976). Hans varning gjorde den historiska seismologin till en viktig punkt i programmet. För första gången efter 70 år sedan Tayama avslutade sin sammanställning började insamlingen av historiska dokument om jordbävningar för seismologer i samarbete med Historiographical Office of the University of Tokyo. Tatsuo Usami från ERI var ansvarig för detta. Även om han var en teoretisk seismolog samlade han energiskt in en mängd lokala dokument som bevarats i gamla lagerlokaler av tidigare byöverhuvuden och stora köpmän under den tidigmoderna perioden. Han publicerade insamlat material i bokstavstryck (ERI 1981, 1982a, b, 1983a, b, 1984a, b, 1985a, b, 1986a, b, 1987a, b, 1988, 1989a, b, 1993, 1994). Han redigerade också en omfattande förteckning över japanska destruktiva jordbävningar en gång per decennium sedan 1975 (Usami 1975, 1987, 1996, 2003, 2013; fig. 2, 3). Han fortsatte också sammanställningen och publicerade dem i samma form (Usami 1998, 1999, 2002, 2005, 2008, 2012) efter sin pensionering.
Ackumulationen av sammanställt historiskt material från Tayama (1904) till Usami (2012) är nu 27 759 sidor i 35 böcker i tryckt stil. De nuvarande japanska seismologerna behöver inte kämpa med att läsa kursiva skrifter eller tecken i linjeformat för att kartlägga historiska jordbävningar. Vi måste dock gå tillbaka till originalet när forskningen kräver materialkritik.
En stor mängd tidigmodernt historiskt material med anknytning till jordbävningar gjorde det möjligt för Itoko Kitahara att etablera studien av katastrofhistoria, vilket är humanistisk forskning om den sociala återuppbyggnadsprocessen efter historiska katastrofer och katastrofernas inverkan på samhället. Hon fann att ett paradis för överlevande fattiga människor dök upp under en tid efter en katastrof, eftersom deras härskare förberedde nödmat och bostäder under den tidigmoderna perioden (t.ex. Kitahara 1983). Ichiro Kayano påbörjade en analys av mindre jordbävningar med hjälp av lokalt material som samlats in av Usami (Kayano 1987). Medan kända stora jordbävningar upprepade gånger analyserades av olika forskare, glömdes mindre händelser bort även av det lokala samhället. Lokalt material gör det möjligt för oss att avslöja detaljerna i en sådan mindre händelse.
Takahiro Hagiwara introducerade tvärvetenskaplig forskning för utvecklingen av historisk seismologi. Han bildade en grupp med experter på historia, geologi, geografi och teknik utöver seismologi. Materialkritik av historiker och kontroller av lämningar av geologer och geografer var särskilt effektiva för vissa antika och medeltida jordbävningar. De avslöjade att vissa händelser är falska. De reviderade epicentrum och magnituder för vissa historiska jordbävningar (t.ex. Hagiwara 1982, 1989, 1995). När det gäller forntiden och medeltiden bildade Ishibashi (2009) 2003 en tvärvetenskaplig grupp bestående av seismologer, vulkanologer, historiker och informationsforskare för att göra omskrivningar av 683 sidor i den första volymen av Mushas sammanställning (Musha 1941) och lägga in dem i den databas som är tillgänglig via webben. Även om databasen inte är färdigställd och inte innehåller andras sammanställningar är betaversionen nu tillgänglig på Internet.
Efter jordbävningskatastrofen i Hanshin-Awaji 1995
Under 1995 aktiverades en del av den aktiva förkastningsgruppen Mount Rokko, och jordbävningen M7,3 orsakade den förödande katastrofen i Kobe och grannstäderna. Huvudkontoret för Earthquake Research Promotion of Japan (HERP) inrättades i regeringen (numera knuten till Japans ministerium för utbildning, kultur, idrott, vetenskap och teknik): MEXT) för att utvärdera risken för jordbävningar i hela Japan. Man började förbättra olika seismiska och geodetiska observationer i hela landet. Seismiska intensiteter på JMA-skalan (fig. 4) mäts nu i hela landet på mer än fyra tusen platser. På grund av de tektoniska förhållandena i Japan (fig. 5) inträffar jordbävningar av olika slag i och omkring Japan på olika djup. De nuvarande täta uppgifterna om seismiska intensiteter i Japan ger oss användbar information om fördelningen av seismiska intensiteter för jordbävningar av känd plats, typ och djup (fig. 6). Det gör det möjligt för oss att inte bara skilja på djup och typ av jordbävningar, utan också att uppskatta den lämpliga magnituden genom att ta hänsyn till strukturens påverkan på den seismiska intensitetsfördelningen.
Samband mellan JMA:s skala för seismisk intensitet och den modifierade Mercalli-intensitetsskalan (modifierad från Utsu 1966). Det uppmätta värdet i mitten är resultatet från den seismiska intensitetsmätaren (t.ex. JMA 2016). Utgången från den seismiska intensitetsmätaren är upp till en decimal. En detaljerad förklaring av JMA:s seismiska intensitetsskala på engelska finns i JMA (2016)
Variabla typer och djup av jordbävningar i och omkring Japan. Mycket ytliga jordbävningar inträffar vid aktiva förkastningar eller nära de vulkaniskt aktiva områdena. Vid en aktiv förkastning i Japan inträffar en M7-jordbävning ungefär en gång på 1000 år till flera tusen år. Grunda jordbävningar mellan plattorna av skjutityp inträffar vid plattgränserna längs diken och tråg utanför Japans Stillahavssida. En M8-jordbävning inträffar ungefär en gång på 100 år till några hundra år vid ett avsnitt av dessa. Nära den oceaniska plattans yttre upphöjning inträffar normala jordbävningar av förkastningstyp inom plattan på grunt djup. Jordbävningar på mellandjup inom plattan inträffar i den subducerande plattan strax under Japans skärgård. Eftersom spänningsfallet vid jordbävningar inom plattan är större än vid jordbävningar mellan plattorna, upplevs starkare kortperiodiska vågor på avlägsna platser
Exempel på fördelningar av seismiska intensiteter för olika typer och djup av jordbävningar av liknande magnituder. a Exempel på en ytlig jordbävning mellan plattorna (2005 Aug 16 M7.2). b Exempel på en jordbävning inom plattan på mellandjup (2003 May 26 M7.1). c Exempel på en mycket ytlig jordbävning (2008 June 14 M7.2). Områdesstorleken för JMA-intensitet 5 – högre och större i a är nästan lika stor som i c, medan den i b är mycket större, även om magnituden för händelsen i b är den minsta. I a och b sträcker sig områdena med JMA-intensitet 3 och större i en skyttegravsparallell riktning (den vertikala riktningen i figuren), eftersom de högfrekventa vågorna har spridit sig genom plattan. Även om intensiteterna i områden nära källområdet är högst i c, var områdena med lägre intensiteter mindre än i a och b. Området med intensitet 2 i a i den sydvästra delen av Japan är störst. Alla dessa särdrag återspeglar skillnaden i mängden spänningsfall beroende på den seismiska källtypen, skillnaden i den struktur som de seismiska vågorna har spridit sig i och skillnaden i förändringshastigheten i hypocentriska avstånd på markytan på grund av källans djup
Historiska jordbävningar har endast tilldelats epicentrum och magnituder från enkla isoseismala kartor. Som en del av HERP-arbetet har vi börjat analysera historiska jordbävningar systematiskt för att göra en katalog över hypocentrar och magnituder med hjälp av täta data om seismiska intensiteter som ackumulerats efter 1995. Om vi kan identifiera varje plats för seismiska intensiteter från en historisk jordbävning som finns kvar i historiska dokument, kan vi uppskatta djupet och typen av den händelsen genom att jämföra med fördelningen av seismiska intensiteter från nyligen inträffade liknande händelser. Sedan 1997 har vi samlat in exakt bestämda seismiska intensiteter för 169 målinriktade destruktiva jordbävningar som inträffade mellan 1586 och 1884, från början av den tidigmoderna perioden till början av Meiji-regeringens moderna mätning av seismiska intensiteter. Vi har redan uppskattat seismiska intensiteter på 8700 platser för 134 jordbävningar, vilket är fyra femtedelar av målhändelserna (fig. 7). Förutom platser har vi också avslöjat skadade områden för många jordbävningar. Med dessa uppgifter uppskattade vi magnituder, epicentrum och djup för 134 händelser (fig. 8).
Uppskattade seismiska intensiteter för 8700 platser för 134 jordbävningar under perioden 1586 till 1872. JMA:s intensitetsskala (0-7, figur 4) används. Hypocentrummen för dessa händelser visas i fig. 8
Hypocentrummen för 134 undersökta jordbävningar under perioden 1586 till 1872. För M7,5 eller större händelser visas källområden utom för händelserna 1605 och 1614, för vilka källområdena är oklara och preliminära epicentra visades i den östra delen av Nankai tråg. Symbolstorleken är större för en större M. Symbolfärgen är varmare för en grundare händelse
Den exakta undersökningen av intensitetsfördelningarna för några stora historiska jordbävningar avslöjade de viktiga skillnaderna mellan några stora jordbävningar mellan plattorna, som tros upprepa sig vid samma källområde, och som tros vara typiska karakteristiska jordbävningar. Brännområdet för Taisho Kanto-jordbävningen 1923 (M7,9: se ”Appendix” för namnen på japanska stora jordbävningar) har antagits vara en västlig delmängd av brännområdet för Genroku-jordbävningen 1703 (M8,1). Intensiteterna i sydvästra Japan och på platser på Izuhalvön vid 1703 års händelse är dock mindre än 1923. Vi avslöjade att den västligaste delen av 1923 års källområde inte rörde sig under 1703 (fig. 9; Matsu’ura och Nakamura 2016). Brännområdet för Hoei-jordbävningen 1707 (M8,6) har ansetts vara den enkla summeringen av brännområdena för jordbävningarna Ansei Tokai (M8,4) och Ansei Nankai (M8,4) från 1854. Mindre intensiteter runt Surugabukten utöver mindre intensiteter i Kantodistriktet 1707 visar dock att skakningarna i dessa områden är svagare än 1854, även om magnituden för 1707-händelsen är större (fig. 10; Matsu’ura et al. 2011a, b). Skorpans rörelser i regionerna öster om Hamanasjön och den sydvästra delen av Shikoku var också mindre under 1707 än under 1854 (t.ex. Shishikura och Namegaya 2011; Matsu’ura et al. 2011a, b). De västra och östra ändarna av fokusområdet för 1707 Hoei jordbävningen skiljer sig från båda ändarna av det kombinerade området för två Ansei jordbävningar från 1854. Dessa exempel talar om för oss att även sådana stora händelser mellan plattorna inträffar i inte exakt samma källområde vid varje tillfälle. De faktiska brännpunkterna varierar med tiden. Vi bör vara mycket noga med att förbereda oss för nästa händelse och bör inte förvänta oss att bara samma fenomen som vissa historiska händelser kommer att inträffa nästa gång.
Intensitetsfördelning av 1703 års Genroku jordbävning (M8,1) och 1923 års Taisho Kanto-jordbävning (M7,9). Båda jordbävningarna inträffade längs Sagami Trough. Intensiteterna för 1703 efter Matsu’ura och Nakamura (2016) och för 1923 efter JMA (1969). Intensiteterna i västra delen av Izuhalvön är tydligen mindre än de från 1923. Intensiteterna i områden runt Kyoto och Osaka 1703 är också mindre än 1923, även om vi tar hänsyn till skillnaden i inträdestidpunkterna för dessa händelser. Se fig. 1 och ”Appendix” för namn på platser och jordbävningar
Intensitetsfördelning av jordbävningen 1707 Hoei (M8,6) och jordbävningarna 1854 Ansei Tokai (M8,4) och Ansei Nankai (M8,4). Dessa jordbävningar inträffade längs Nankai Trough. Intensiteterna för 1707 är efter Matsu’ura et al. (2011a, b), och intensiteterna för 1854 är uppskattade intensiteter på 4 och större för regioner som städer och tätorter (Usami och Daiwa 1994) i stället för punktvisa platser. För 1854 plottas större intensiteter av Tokai- eller Nankai-jordbävningar på det övre skiktet. Se fig. 1 och ”Appendix” för namn på platser och jordbävningar
.
Lämna ett svar