海啸产生的条件及诱发因素

海啸形成的原因主要有：地震活动、海底斜坡沉积层坍塌、火山爆发、气象的变化以及来自宇宙的影响。其中，决定海啸大小的三个主要条件为：产生海啸的地震或火山喷发的大小；传播的距离；海岸线的形状和岸边的海底地形。

1.地震活动引发的海啸

地震活动是引发海啸的最主要的原因。在海洋中或在海洋附近，地震的形成或减弱都会发生海啸。地震发生时，海底板变形，造成海水移位。当地震减弱时，地壳板块之间相互滑动，造成大量的旋流，以而引发了大量海水的置换和转移（图6-3）。

图6-3 地震活动引发海啸示意图

地震时，地震断层的运动方式主要有三种（图6-4）：正断层、逆冲断层和走滑断层。三种运动方式中，逆冲断层的垂直方向运动最大，正断层次之，走滑断层几乎没有垂直运动。海啸主要是由海洋中发生的逆冲断层的地震引起的，当逆冲断层运动时，海底突然发生很大的垂直运动，造成整个海水急剧抬升，水体波动并向外传播，于是产生海啸。

图6-4 断层类型与引发海啸特征示意图

地震引发的海啸产生过程是（图6-5）：①俯冲板块向上覆板块下方俯冲运动；②两板块紧密接触，俯冲造成上覆板块缓慢变形，不断积蓄弹性能量；③能量积蓄到达极限，紧密接触的两板块突然滑动，上覆板块“弹”起了巨大的水柱；④水柱向两侧传播，形成海啸，原生的海啸分裂成为两个波，一个向深海传播，一个向附近的海岸传播。向海岸传播的海啸，受到大陆架地形等影响，与海底发生相互作用，速度减慢，波长变小，振幅变得很大（可达几十米），在岸边造成很大破坏。

图6-5 地震引发海啸剖面图

下面介绍几个由地震引发的海啸实例。

1755年里斯本地震和海啸

葡萄牙是个海洋大国，1755年它的首都里斯本当时人口有25万人，是当时世界上最为繁华的城市之一。这一年的11月1日，人们在教堂参加宗教仪式时注意到吊灯摇晃，随后强烈的地震以及海啸袭击了里斯本。幸存者对里斯本地震效应有以下描述：首先城市强烈震颤，高高的房顶“像麦浪在微风中波动”，接着是较强的晃动，许多大建筑物的门面瀑布似地落到街道上，留下荒芜的碎石成为被坠落瓦砾击死者的坟墓，接着，海水几次急冲进城，淹死毫无准备的百姓，淹没了城市的低洼部分，随后教堂和私人住宅起火，许多起分散的火灾逐渐汇成一个特大火灾，肆虐3天，大部分建筑物被摧毁，大量的珍贵文物被全城大火烧毁。

这次地震的影响范围很大，在英国、北欧和北非都感觉到了强烈的震动。最近，关于里斯本1755年地震震级估计在8.4～8.7级之间。它是由于非洲板块和欧亚板块的相互碰撞而产生的。

1960年智利大地震和海啸

1960年在智利近海发生大地震，它是人类有仪器之后记录到的地球上最大的地震，它的震级是9.5，这是迄今为止所有地震震级的最高值。这次智利近海地震产生了巨大的海啸。

智利地震产生的海啸15h后传到了夏威夷，海啸的第一次袭击夏威夷发生在5月13日半夜，随后的几次海啸波以30 min左右的间隔，接连几次不断袭击，而且威力一次比一次大。第三次的海啸波最大，它在凌晨1点04分登陆，摧毁了岸边的建筑和设施，岸边马路上原来树立一只巨大的时钟，海啸袭击摧毁了时钟的支架，时钟倒落在地上，时钟的指针永远地记下了海啸袭击地时刻：1：04。现在人们把这只倒落的时钟，制成了一个纪念碑，纪念1960年发生在夏威夷的海啸事件。

2004年印度尼西亚地震和海啸

2004年印度尼西亚苏门答腊附近海域深海发生了大地震。这次苏门答腊附近海域的地震，发生在水深超过1000 m的深海，震级高达9级，是近50年来全世界发生的特大地震，也是印度洋地区历史上发生的震级最大的地震，而且符合断层面相互垂直错动等产生海啸的条件，因此，产生了巨大的海啸。

震中为无人居住的海洋，故地震本身造成的伤亡不大多。但地震产生的海啸，袭击了几百、几千千米以外的不设防的海岸带，那里人口密集，灾害严重（图6-6）。这次印度洋地震引发的海啸波及印度尼西亚、斯里兰卡、泰国、印度、马来西亚、孟加拉国、缅甸、马尔代夫等国，2周内遇难者总数已超过25万人。

2.海底沉积物崩塌和火山喷发引发的海啸

海底沉积物崩塌也能导致海啸（图6-7）。海底山崩常发生在地震期间或在海底火山爆发时，这些山崩以及地震中落下的沉积物和岩石也会导致大规模海水的移动，引发海啸。此外，海底斜坡沉积层坍崩时也引起较小的海啸，但不会造成如陆上的严重灾害。

强烈爆炸型火山喷发时，也会生成海啸。1883年印度尼西亚的Krakatoa海岛火山喷发时，犹如5亿吨黄色炸药爆炸所引发的巨浪，该海啸最高浪高达30m以上，淹及附近数个岛屿，溺毙了36000个岛上的居民，附近海岸遭到毁灭性破坏，海啸到达非洲、澳洲海岸时，浪高仍有2m，远在美国旧金山的测波仪曾记录到了当时传送出来的海啸波。

3.宇宙因素引发的海啸

在海洋中，宇宙的影响是能引起海啸的重要因素（图6-8）。这就好像是向池塘里扔石头，当石块冲击水时，以落水点处向外会引起阵阵微波。在宇宙的影响中，这些微波就会导致大规模的海啸，当海水接近岸边时海啸增强。其中能引起大规模的海啸的，主要是陨石落入大洋引起的海啸，并且海啸能量的强弱，主要取决于坠落大洋的陨石质量及速度。

图6-6 印度尼西亚地震灾区海啸前后影像对比

图6-7 海底沉积物崩塌和火山喷发引发的海啸示意图

4.气象变化引发的风暴潮与海啸的差异

气象变化引起的风暴潮，也可以引起海水的强烈波动。但海啸与风暴潮具有明显差异（图6-9）。

图6-8 泥盆纪弗拉斯-法门期之交与小行星碰撞相关的海啸模式

A—泥盆纪弗拉斯-法门期之交的全球古大陆-古海洋分布；B—古特提斯洋与小行星碰撞相关的海啸；C—华南地区与小行星碰撞相关的海啸

图6-9 风引起的波浪与海啸波的差异

（1）成因不同。风暴潮是由海面大气运动引起的，而海啸是由海底升降运动造成的，前者主要是海水表面的运动，而后者是海水的整体运动。

（2）波长不同。海啸的波长长达几百千米，而风暴潮的周期不到1km，和海水的平均深度（几千米）相比，海啸波长要大得多，水深达数千米，但海洋对于波长几百千米的海啸，犹如一池浅水，所以海啸波是一种“浅水波”，而风暴潮波长比海水的深度小得多，所以是一种“深水波”。

（3）传播速度不同。海啸传播速度快，可达700～900km/h（相当于越洋波音747飞机的速度），而水面波传播速度较慢，风暴潮要快一点，最快的台风速度也只有200km/h左右，比起海啸要慢得多。

（4）激发的难易程度不同。海浪或风暴潮很容易被风或风暴所激发，而海啸是由海底地震或火山喷发产生的，只有少数大地震和强烈火山喷发，在极其特殊的条件下才能激发灾害性的大海啸。有风和风暴，必有风暴潮；而有大地震，未必一定产生海啸，大约十个地震中只有一两个能够产生海啸。尽管对只有极少数地震能够产生海啸已经有了不少解释，但至今，这还是一个需不断研究的问题。

除了自然因素导致的海啸为，海底核爆炸也可引起人工海啸。

然而，现代海洋灾害研究表明，不是所有的海底地震、火山爆发、滑坡或塌陷都能引发破坏性海啸，只有海底出现剧烈变形才能引发海啸。如破坏性地震海啸只有在地震出现垂直断层、里氏震级达6.5级以上时才能引发。因此，地震海啸主要由浅源地震（震中深度0～70km），尤其是地壳浅部的地震引发。

海底地震、火山爆发和大规模海底滑坡或塌陷主要发生于活动的构造背景下。现代地震和火山爆发主要分布于环太平洋活动大陆边缘带、阿尔卑斯-喜马拉雅-印尼大陆碰撞带、大洋中脊（中央裂谷）带和大陆裂谷带（如东非裂谷、红海-亚丁湾、死海裂谷等）。对世界上有记录的2400次海啸的分析表明，世界上每约10年发生一次较大的海啸。绝大多数海啸是由地震活动触发的，而且主要分布于太平洋地区。个别发生于印度洋、地中海等地，如1945年12月28日卡拉奇以西288km附近海底地震触发的海啸，该海啸在阿拉伯海岸浪高达12～15m，造成极大灾害。由火山爆发引起的海啸记录仅有一次，即1883年印尼巽他海峡Krakatoa火山爆发引起的海啸。其他火山，如环太平洋火山活动形成的海啸规模较小，不具有很大的破坏性。海底滑坡和塌陷仅引起局部海水骚动，以未引起大的海啸。依据将今论古原则，地史时期的古海啸也应形成于类似的活动构造背景下。

地史时期，构造背景复杂多变。因此在古海洋裂谷盆地和初始洋盆、活动大陆边缘盆地和大洋盆地、残余盆地等构造背景中，海啸存在的可能性很大。通过沉积记录中海啸沉积（海啸岩）的识别可以帮助认识古海啸作用的存在。