兩場地震大相徑庭科學家破解海嘯密碼

2010年07月16日09:20  來源:《科學時報》

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  利用聲爆(小圖),研究人員分析了兩次蘇門達臘地震震源區的海底岩層特性。(圖片提供:Nicolle Rager Fuller/National Science Foundation)

  這是有關兩次地震的故事。第一次——也是有記錄以來排名第二的地震——於2004年12月撕裂了印尼蘇門達臘島以西的海底,並掀起了一場大海嘯,整個印度洋盆地遭受了滅頂之災﹔第二次大小相仿的地震於3個月后再次襲擊了該地區,但隻形成了一場局部的海嘯以及較少的沿岸損失。在最近出版的美國《科學》雜志上,一個國際研究小組報告說他們發現了這兩場災難的關鍵差異:覆蓋在地震區域上的水成岩的密度。測量傾向於發生大地震的其他類似區域的這一變量將幫助地震學家和應急預案制訂者們更好地預測哪裡將是地震中最糟糕的地方。

  2004年12月26日發生的蘇門達臘大地震引發了一場移動迅猛的海嘯,將近25萬人溺水而亡,並且在遠至東非海岸的地區留下了數以百萬計的無家可歸者。但這只是噩的一部分。這場震級達9.2級的大地震在接下來的幾個月中引發了數千次余震,包括在2005年3月發生的一場8.7級地震。

  第二次地震在安達曼群島以及比鄰的蘇門達臘沿海地區造成了許多損失,但卻隻引發了一場較小規模的海嘯。科學家馬上意識到,為什麼都發生在蘇門達臘斷層,且僅間隔數月的兩次大地震會產生如此不同的結果呢?因此研究人員開始比較這兩次地震震源區的地震特性。2008年夏季,研究人員駕駛研究船“桑尼號”沿蘇門達臘斷層航,並利用壓縮空氣爆炸從海底反彈的聲波,創建了下層岩石的密度剖面。當一個巨大的地球板塊突然滑入或潛沒到另一個板塊下時便會發生地震。板塊下降形成的潛沒區在全球隨處可見,例如南、北美洲的整個西海岸沿線便都是這種狀況。在蘇門達臘地震中,印度洋板塊下降到印度尼西亞板塊之下。研究人員分析了被稱為脫頂褶皺的這兩個潛沒區的特征差別。

  科學家發現,2004年地震的脫頂褶皺中包含了一大段海底水成岩,這些岩石的密度都相當低,相對周圍的岩層來說更脆弱。在地震時,這種脆弱可能導致更大面積的海底區域突然變形,隨之帶動更多的海水移動,最終形成更大的海嘯。相比之下,2005年地震的脫頂褶皺則是由密度更大的岩石組成,在地震時岩石下降幅度較小,海水的移動也不遠。

  主持這項研究的英國南安普敦大學地球物理學家Simon Dean說,這一差別對於其他傾向發生與潛沒有關的地震的地區具有重要意義。他說,無論包含一個明顯低密度岩層的地震斷層在哪兒,它都會“導致一種極不尋常的斷裂,而這種斷裂又極可能引發一次巨大的海嘯”。

  華盛頓州西雅圖市美國地質調查局的地震學家Arthur Frankel說,這篇論文“在沉積層中發現了一個重要的線索,從而揭示了為什麼2004年蘇門達臘地震會引發如此致命的海嘯,而隨后到2005年地震卻沒有”。他說,這些線索能夠真正幫助人們去預測“其他潛沒區的大地震是否也會引發巨大海嘯”。

  美國馬薩諸塞州伍茲-霍爾海洋研究所的海洋地球物理學家Jian Lin對此表示贊同。他說,這篇論文給出了“有力的証據”,表明沉積層“對於地震引發的海嘯具有重要的影響”。

  (群芳 譯自www.science.com,7月15日)

(責任編輯:劉然)
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