日本東北潛在大地震的規(guī)模曾被低估＊

Chris Goldfinger，Yasutaka Ikeda，Robert S Yeats，Junjie Ren

自20世紀(jì)70年代以來(lái)，科學(xué)家已經(jīng)把地球分為可以產(chǎn)生9．0級(jí)地震的板塊邊界和不會(huì)產(chǎn)生9．0級(jí)地震的板塊邊界。然而，2011年發(fā)生在日本東北的大地震與2004年發(fā)生在蘇門答臘—安達(dá)曼的超級(jí)大地震卻讓科學(xué)家們震驚，因?yàn)檫@兩個(gè)地區(qū)被認(rèn)為都不可能發(fā)生震級(jí)超過8．4的大型逆沖地震?，F(xiàn)在，地震科學(xué)家經(jīng)重新研究后都承認(rèn)現(xiàn)有的最大地震規(guī)模的預(yù)測(cè)模型不再有效。人們對(duì)這些模型已經(jīng)提出疑問：蘇門達(dá)臘什么時(shí)候驅(qū)動(dòng)一個(gè)板塊邊界穿過它們的中心？日本東北又在何時(shí)驅(qū)動(dòng)了另一個(gè)板塊邊界？

最近，美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)的研究人員在Seismological Research Letters上發(fā)表了一篇題為“Superquakes and Supercycles”的文章，文中介紹了過去全球潛在地震評(píng)估如何受簡(jiǎn)短的歷史記錄，甚至更短的儀器記錄的制約。為了能更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)潛在地震，科學(xué)家們需要對(duì)更長(zhǎng)的古地震記錄（其比歷史記錄更能說(shuō)明問題，因?yàn)槠淇赡苡涗浟藥浊甑母鞣N地震特征）進(jìn)行研究。然而，大多數(shù)地震實(shí)例中仍然沒有俯沖帶地震的充分古地震證據(jù)，因此，人們對(duì)于大部分主斷層的長(zhǎng)期地震潛勢(shì)仍然知之甚少。

卡斯卡迪亞俯沖帶的古地震證據(jù)很充足。研究人員采用年代測(cè)定法測(cè)定了海底細(xì)顆粒物年齡，通過14C 分析及其他方法可以估計(jì)出何時(shí)發(fā)生了大地震（具有極高的準(zhǔn)確性）。經(jīng)測(cè)定發(fā)現(xiàn)，在過去的10 000年間，沿卡斯卡迪亞俯沖帶邊緣（從溫哥華島南部一直延伸到俄勒岡州－加州邊界）已經(jīng)發(fā)生了19次大地震，震級(jí)大約在8．7～9．2之間。另外，測(cè)定還發(fā)現(xiàn)，僅在該斷層南端就已經(jīng)發(fā)生了22次地震，震級(jí)大約為8．0級(jí)（但并不一定）。這些地震仍然是非常大的地震，如果發(fā)生在今天，可能會(huì)帶來(lái)毀滅性的影響。研究人員對(duì)印度洋、日本、智利以及印度洋俯沖帶與卡斯卡迪亞俯沖帶之間的相似性進(jìn)行了比較研究。

古地震和大地測(cè)量記錄研究表明，板塊長(zhǎng)期變形是發(fā)生大地震（如2011年襲擊日本的大地震）的必須前提。古地震研究已經(jīng)確定，日本東北先前可能發(fā)生的幾次地震的時(shí)間間隔為1 000年左右。研究還證實(shí)，在發(fā)生大地震和釋放壓力之前，板塊邊界斷層內(nèi)部能量的長(zhǎng)期 “超循環(huán)”像電池一樣幾千年來(lái)一直在存儲(chǔ)這種能量。同時(shí)，發(fā)生更小的地震并不會(huì)很大程度地釋放板內(nèi)存儲(chǔ)的這種能量。新研究表明，先前的科學(xué)家們可能低估了日本東北可能發(fā)生大地震的規(guī)模，發(fā)生9．0級(jí)俯沖帶地震的可能范圍也比原先認(rèn)為的更為廣泛。

此外，研究人員指出了一些此前已被人們低估了的具有發(fā)生9．0級(jí)地震可能性的俯沖帶區(qū)域（但可能需要再考慮），這些地區(qū)包括智利中部、秘魯、新西蘭、日本和俄羅斯之間的Kuriles斷層、阿留申群島西部，菲律賓群島、爪哇、安德烈斯群島以及莫克蘭、巴基斯坦／伊朗等。