新研究稱日本大地震致板塊位移20米遠超預期

根據設置在海床上的儀器實測數據，3月11日日本大地震引發的板塊位移超過了20米。這一實測數據幾乎相當于之前專家僅僅依據理論計算得出結果的兩倍。

日本海上保安廳負責維護設置在日本近海斷層附近海床上的測量儀器，這些斷層帶地震頻發。在這次的實測數據中還發現3·11大地震引發的海床抬升超過了3米。這些數據再次提醒我們日本東北大地震及其隨后出現的海嘯的巨大威力。日本海上保安廳的佐藤麻理子博士告訴英國廣播公司（BBC）的記者稱：“此次測量顯示的位移程度超出原先理論估算的兩倍。我們的這一結果顯示了在外海海床上安置實測裝置的重要性。”佐藤博士的論文是將在本周出版的《科學》雜志上予以報道的三篇論文之一。

這三篇論文一起，為揭示這場大地震的起因和復雜性提供了進一步的線索。但與此同時它們也暴露出科學家之間對于這一問題的看法存在分歧。美國加州理工學院的馬克·西蒙斯（Mark Simons）教授評價道：“我認為他們應當做的更好一些。”西蒙斯教授和他的團隊一直致力于通過對大量數據的分析，了解地震發生當天地球內部究竟發生了何種地質學變化。

海底測量站的重要性

3·11東北大地震的震源位于日本海溝，這是一個版塊交會點。在這里，密度較大的太平洋板塊向上覆的亞歐板塊俯沖。不過萬幸的是這次地震的震中位于日本外海，距離最近的宮城縣仙臺市也有近130公里，但這次地震的震源很淺，僅有32公里，因此仍然造成了巨大的破壞。設在陸地上的GPS基站測量到日本本島在地震中向東南方向出現了位移，這些數據隨后也被用來對日本外海海底的位移情況進行估算。但日本海上保安廳的工作人員最后成功地獲取了更多的直接測量數據，他們測定了設在海底的5個測量站的位置數據。其中一個測量站幾乎恰好位于震中位置。

佐藤博士解釋說：“海底測量設備就像是聲波鏡子。我們首先通過GPS技術測定調查船的位置，隨后在測量船上向海底測量站發送聲波，以便測定其位置。重復這一過程，我們便能得到地震前后海底基站的位移數據。”這些設備在10年前便已經安裝，但是有關它們精確位置信息的數據是直到去年9月份才獲取的。今年3月底4月初，海上保安廳派出調查船，以便獲得震后的精確位置信息進行對比。對比的結果顯示日本附近海床向東南方向出現了5～24米的水平位移，垂直方向的位移值約為-0.8米～3米。記錄到24米的最大位移值的測量站名為MYGI，可以在附圖中看到。

佐藤博士表示：“測量結果顯示在斷層線附近出現了大規模的板塊移動，這導致了驚人的海嘯。不過光憑這些數據還不足以解釋此次海嘯的規模，但這些數據確實可以為我們在構建事件模型時提供很好的限制性依據。”

現有模型的缺陷

這場地震的規模和位置都讓很多科學家們吃驚不已。在此之前，學界普遍認為，宮城縣附近的斷層不會發生大地震，因為這里常年發生7級左右的地震，釋放了大量的地質應力。但西蒙斯教授的團隊根據大量數據構建的模型顯示，先前的看法可能是非常有問題的。

到目前為止，科學家們仍然搞不清楚為什么宮城縣附近的這一斷層帶竟然會累積這么強大的應力。有一種觀點，認為可能是太平洋板塊在向亞歐板塊下方俯沖時，被一些海底火山卡住了，這樣就導致了應力的急劇增加。西蒙斯解釋說：“你可以將其理解為兩塊相互移動的木板之間的一顆釘子。盡管木板之間可能還是可以發生微小的移動，但最終還是被這個釘子卡住了。”他繼續表示：“這樣的緩慢蠕動可能會引發一些規模相對小一些的地震，如之前發生的一連串7級左右的地震，但最后，釘子終于承受不住強大的應力而崩潰，于是巨大的位移瞬間發生，引發超強地震。而如果這樣的應力累積持續1000年，一次地震出現的位移量甚至可以達到50～100米。”

對于未來的擔憂

現在專家們普遍擔心的是，接下來，在斷層帶的南側在未來究竟會發生什么。這里靠近東京，全日本四分之一的人口集中在此。這里的茨城縣斷層地帶一直以來都呈現和此次發生強震的宮城縣斷層帶相似的活動現象。西蒙斯教授強調說：“我想說，我們絕非在預測一次未來的地震，我們所做的僅僅是再次提醒人們我們對地震現象是多么無知。以此激勵我們投入更大的努力去研究地震的預報技術。”