两场地震大相径庭科学家破解海啸密码

2010年07月16日09:20  来源:《科学时报》

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  利用声爆(小图),研究人员分析了两次苏门达腊地震震源区的海底岩层特性。(图片提供:Nicolle Rager Fuller/National Science Foundation)

  这是有关两次地震的故事。第一次——也是有记录以来排名第二的地震——于2004年12月撕裂了印尼苏门达腊岛以西的海底,并掀起了一场大海啸,整个印度洋盆地遭受了灭顶之灾;第二次大小相仿的地震于3个月后再次袭击了该地区,但只形成了一场局部的海啸以及较少的沿岸损失。在最近出版的美国《科学》杂志上,一个国际研究小组报告说他们发现了这两场灾难的关键差异:覆盖在地震区域上的水成岩的密度。测量倾向于发生大地震的其他类似区域的这一变量将帮助地震学家和应急预案制订者们更好地预测哪里将是地震中最糟糕的地方。

  2004年12月26日发生的苏门达腊大地震引发了一场移动迅猛的海啸,将近25万人溺水而亡,并且在远至东非海岸的地区留下了数以百万计的无家可归者。但这只是噩的一部分。这场震级达9.2级的大地震在接下来的几个月中引发了数千次余震,包括在2005年3月发生的一场8.7级地震。

  第二次地震在安达曼群岛以及比邻的苏门达腊沿海地区造成了许多损失,但却只引发了一场较小规模的海啸。科学家马上意识到,为什么都发生在苏门达腊断层,且仅间隔数月的两次大地震会产生如此不同的结果呢?因此研究人员开始比较这两次地震震源区的地震特性。2008年夏季,研究人员驾驶研究船“桑尼号”沿苏门达腊断层航,并利用压缩空气爆炸从海底反弹的声波,创建了下层岩石的密度剖面。当一个巨大的地球板块突然滑入或潜没到另一个板块下时便会发生地震。板块下降形成的潜没区在全球随处可见,例如南、北美洲的整个西海岸沿线便都是这种状况。在苏门达腊地震中,印度洋板块下降到印度尼西亚板块之下。研究人员分析了被称为脱顶褶皱的这两个潜没区的特征差别。

  科学家发现,2004年地震的脱顶褶皱中包含了一大段海底水成岩,这些岩石的密度都相当低,相对周围的岩层来说更脆弱。在地震时,这种脆弱可能导致更大面积的海底区域突然变形,随之带动更多的海水移动,最终形成更大的海啸。相比之下,2005年地震的脱顶褶皱则是由密度更大的岩石组成,在地震时岩石下降幅度较小,海水的移动也不远。

  主持这项研究的英国南安普敦大学地球物理学家Simon Dean说,这一差别对于其他倾向发生与潜没有关的地震的地区具有重要意义。他说,无论包含一个明显低密度岩层的地震断层在哪儿,它都会“导致一种极不寻常的断裂,而这种断裂又极可能引发一次巨大的海啸”。

  华盛顿州西雅图市美国地质调查局的地震学家Arthur Frankel说,这篇论文“在沉积层中发现了一个重要的线索,从而揭示了为什么2004年苏门达腊地震会引发如此致命的海啸,而随后到2005年地震却没有”。他说,这些线索能够真正帮助人们去预测“其他潜没区的大地震是否也会引发巨大海啸”。

  美国马萨诸塞州伍兹-霍尔海洋研究所的海洋地球物理学家Jian Lin对此表示赞同。他说,这篇论文给出了“有力的证据”,表明沉积层“对于地震引发的海啸具有重要的影响”。

  (群芳 译自www.science.com,7月15日)

(责任编辑:刘然)
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