關(guān)于作者

中國(guó)科學(xué)院應(yīng)用研究與發(fā)展局高級(jí)工程師,從事金屬材料和稀土材料的研究與開(kāi)發(fā)工作。曾任中科院應(yīng)用研究與發(fā)展局材料能源處長(zhǎng),副總工程師,中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng),中國(guó)薄鋼板成形技術(shù)研究會(huì)秘書(shū)長(zhǎng),國(guó)家稀土辦專家組成員。編寫發(fā)表多篇新材料及新能源方面科普文章和專著。中國(guó)科普作家協(xié)會(huì)會(huì)員。

小女孩“預(yù)警”海嘯與海嘯監(jiān)測(cè)儀器

王寧寰
2014年09月26日
2004年12月26日,印度尼西亞近海發(fā)生里式8.7級(jí)強(qiáng)烈地震并引發(fā)海嘯,印度洋周邊國(guó)家都受到影響。印度尼西亞受襲最為嚴(yán)重,據(jù)印尼衛(wèi)生部稱,該國(guó)共有23萬(wàn)多人死亡或失蹤。 印度洋海嘯使周邊國(guó)家遇難者總?cè)藬?shù)已經(jīng)超過(guò)30萬(wàn)人。
海嘯巨大的能量,展現(xiàn)驚人的破壞力 
海嘯巨大的能量,展現(xiàn)驚人的破壞力
海邊建筑物基本夷為平地,尸體堆集如山,慘不忍睹。但是有一個(gè)海邊度假小村莊,竟然未死一人,為什么?
原來(lái),一個(gè)英國(guó)來(lái)休假的14歲女孩,名叫蒂莉 史密斯,憑著學(xué)校里學(xué)到的地理知識(shí)而救了約100條人命,現(xiàn)已被人稱為“沙灘天使”。?這名英國(guó)女孩被一家法國(guó)兒童雜志《我的生活》評(píng)為2005年“年度兒童”。蒂莉 史密斯與家人一年后應(yīng)邀再度回到泰國(guó),并出席了海嘯周年紀(jì)念燭光晚會(huì)。在晚會(huì)上,蒂莉念了悼詞。
發(fā)生海嘯當(dāng)天早晨,史密斯與家人到海灘散步,看到“海水開(kāi)始冒泡,泡沫發(fā)出咝咝聲,就像煎鍋一樣”,并且海水快速退去,露出大片沙灘。螃蟹在沙灘上亂爬,小魚(yú)在沙灘上蹦跳。許多不明情況的人都去追趕退去的海浪,撿拾沙灘上的魚(yú)蟹。憑著她兩周前剛在學(xué)校學(xué)到的地理知識(shí),史密斯迅速判斷出,這是海嘯即將到來(lái)的跡象。她急忙告訴父母,由父母通知他們住宿的萬(wàn)豪酒店的職員,立即一起疏散了所有在海灘上的旅客。由于她及時(shí)發(fā)出預(yù)警,約100名游客在海嘯到達(dá)前幾分鐘撤退,幸免于難。
事后,警察和專家到遭災(zāi)的海邊檢查時(shí)發(fā)現(xiàn),除了室內(nèi)有幾只狗尸體外,很少有動(dòng)物尸體。后來(lái),了解到在斯里蘭卡海邊野生動(dòng)物園內(nèi),居然沒(méi)有一個(gè)動(dòng)物遇難,就連笨重的大象,在海嘯到來(lái)前,也己經(jīng)逃到安全的高地上了。

五年后9月的一天,太平洋島國(guó)薩摩亞發(fā)生海嘯,事后,一篇新聞報(bào)道介紹了又一個(gè)女孩“預(yù)警”海嘯成功,挽救了不少人的生命。

報(bào)道稱:一名新西蘭名叫阿比 武茨勒的10歲女孩受政府嘉獎(jiǎng),理由是她發(fā)現(xiàn)薩摩亞海嘯前兆后,及時(shí)向海灘游客和附近居民發(fā)出警報(bào)。新西蘭民防事務(wù)部授予惠靈頓女學(xué)生阿比 武茨勒榮譽(yù)證書(shū),嘉獎(jiǎng)她在薩摩亞海嘯發(fā)生前向人們示警的舉動(dòng)。

那天,在薩摩亞海嘯前,武茨勒和家人在薩摩亞拉洛馬努村度假。武茨勒注意到海水突然快速倒退,海浪在海灣中不斷起伏。她狂奔向海灘,大聲向人們呼喊“海嘯要來(lái)了”。武茨勒成功從巨浪中逃生。她的父親和兄弟也一度受困海浪,但最終生還,毫發(fā)無(wú)損。

曾是武茨勒老師的凱 馬奇說(shuō),自己教過(guò)學(xué)生如何應(yīng)對(duì)災(zāi)難??磥?lái),教給孩子們防災(zāi)救災(zāi)的知識(shí)十分重要。當(dāng)然大人也應(yīng)該學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)。假如,那次海邊度假村里的是沒(méi)有學(xué)過(guò)海嘯知識(shí)的女孩,情況又會(huì)怎樣?為什么不是大人來(lái)“預(yù)警”呢?

現(xiàn)在中國(guó)人到國(guó)外海灘旅游度假的人越來(lái)越多。說(shuō)不定哪天會(huì)碰上海嘨,我們都學(xué)點(diǎn)有關(guān)海嘯的科普知識(shí),可能就會(huì)像蒂莉和武茨勒一樣,救了自己也救了別人。

?海嘯是怎么發(fā)生的?為什么動(dòng)物會(huì)有預(yù)感?
原來(lái),海嘯就是海里地震引起的。據(jù)專家監(jiān)測(cè),巨大的海嘯往往發(fā)生在離海邊500公里到1000公里的深海。強(qiáng)烈地震時(shí)的巨大能量,會(huì)把震心海面的海水,托出海面幾十米高,形成一個(gè)直徑幾十公里至上百公里的巨大水柱。
受地震影響海水形成巨大上升水柱 
受地震影響海水形成巨大上升水柱
同時(shí),海邊的海水會(huì)因此而快速退下,露出大片的沙灘,魚(yú)蝦蟹來(lái)不及逃走就留在了沙灘上,這就是海嘨即將到來(lái)的前兆。當(dāng)巨大水柱升高到頂點(diǎn)時(shí),動(dòng)能消失轉(zhuǎn)變成勢(shì)能向海面跌落下來(lái),形成一圈一圈向外擴(kuò)散的巨大波浪。

2-3

這種海嘯波浪高可達(dá)20米至30米,最高的達(dá)到50米。據(jù)資料介紹,智利曾發(fā)生過(guò)強(qiáng)烈地震,產(chǎn)生的海嘯波浪竟把一艘漁船送到五十米高的山頂,成為世界上少有的奇觀。
被海浪托到山頂?shù)臐O船 
被海浪托到山頂?shù)臐O船
海嘯波浪前進(jìn)的速度大約是每小時(shí)500公里,如果地震發(fā)生在剛好500公里遠(yuǎn)的深海,海嘯波浪到達(dá)海邊需要一個(gè)小時(shí)。人們?nèi)绻軠?zhǔn)確判斷海嘨前兆,完全有足夠時(shí)間逃離海邊。這就是為什么英國(guó)小女孩蒂莉有足夠時(shí)間叫人們逃離海邊的原因。
那么為什么動(dòng)物能預(yù)先感知有海嘯襲來(lái),提前逃跑呢?科學(xué)家研究認(rèn)為,動(dòng)物并不知道有海嘯,只是有些動(dòng)物能聽(tīng)到地震產(chǎn)生的次聲波,預(yù)感到可能有災(zāi)難降臨,于是向相反的地方跑去。
前面我們已經(jīng)提到地震會(huì)產(chǎn)生次聲波,它與地震同時(shí)發(fā)生,其實(shí)在自然界中,海上風(fēng)暴、火山爆發(fā)、大隕石落地、海嘯、電閃雷鳴等重大災(zāi)難都會(huì)產(chǎn)生次聲波。不過(guò)地震發(fā)生時(shí),除了會(huì)產(chǎn)生地震波,還會(huì)由地層巖石在斷裂、碰撞過(guò)程中所發(fā)生的震動(dòng)產(chǎn)生次聲波。次聲波是頻率低于可聽(tīng)聲頻率范圍的聲波,范圍大致為10.5~20赫茲。大氣對(duì)次聲波的吸收系數(shù)很小,而且次聲波的穿透性很強(qiáng),能傳到萬(wàn)里之外。
科學(xué)家利用對(duì)地震產(chǎn)生的次聲波敏感的材料,制成的振動(dòng)薄膜和彈簧與電子器件構(gòu)成的地震監(jiān)測(cè)議,雖不能準(zhǔn)確預(yù)報(bào)地震,但可以瞬時(shí)測(cè)到地震的時(shí)間、地點(diǎn)和強(qiáng)度。提出是否會(huì)產(chǎn)生海嘯的“預(yù)警”。
在這里次聲“預(yù)警”對(duì)保護(hù)人類安全會(huì)起到十分有益的作用。因此,人們一方面要多學(xué)一些海嘯知識(shí),另外必須建立海嘯“預(yù)警”系統(tǒng),09年4月,英國(guó)宣布支援印度尼西亞600套海嘯“預(yù)警”裝置。也許對(duì)今后海嘯預(yù)警起到有益作用。
能夠監(jiān)測(cè)海嘨的儀器用的材料叫“功能材料”,從以上的介紹中可以看出,功能材料作為新材料的一顆新星,已經(jīng)滲透進(jìn)高新技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域,它不僅種類繁多,而且涉及學(xué)科領(lǐng)域之廣,是以往任何材料所不及的。專家估計(jì),在當(dāng)前新材料的研究中,功能材料占了85%的份額,也許在未來(lái)的納米材料研究中,功能材料占的份額將不斷攀升,成為未來(lái)科技發(fā)展中最重要的材料。