2011年摧毁日本福岛地区的东日本大地震,引发高达40米的海啸,造成近2万人死亡。如今,日本正针对强震风险做更充分的准备。据《科学》报道,未来几个月内,日本将完成一个海底电缆仪表化网络的建设,并将其接入国家预警系统。
这个耗资1.2亿美元、名为N-net的网络,部署在十分靠近震源的区域。该网络将与另外两个已建成的离岸监测网络结合,覆盖两处俯冲带的全部区域,并从200多个装有地震仪和压力传感器的仪表化节点收集数据。此外,日本还部署了20多个海底GPS站点。
研究人员在近日发表于《科学》的两篇论文中报告称,这些网络连同日本本土密集的仪器设备,将揭示俯冲带如何“运作”的基本原理,以及“慢滑移”——板块在数月或数年内缓慢蠕动如何演变成大地震的过程。
直到本世纪初,科学界普遍认为俯冲板块要么平稳滑动,要么卡住并积聚应力,最终在地震中释放。现在,科学家知道被卡住的断层带也可能经历“慢滑移”时期,并发出低频的地震信号。
日本部署的两个离岸传感器显示,在2011年东日本大地震发生前数周,断层的一部分一直在缓慢蠕动。这一发现表明,“慢滑移”可能通过向断层的其他部分施加应力而触发地震。这表明监测“慢滑移”事件可能有助于提前预报大地震。
《科学》近日发布的一项研究支持了这一观点。研究人员识别出2024年日本日向滩地震发生前一年,南海海槽深处发生了一系列逐步升级的“慢滑移”事件——这表明它们对断层产生了至关重要的应力。
值得注意的是,另一篇《科学》论文则表明,当“慢滑移”事件发生在断层浅部时,可以降低发生巨大地震的风险。研究人员记录了南海海槽北部区域2015年和2020年两个“慢滑移”事件的情况。记录显示,滑移从断层深处向上传播了约40公里,一路到达海沟。
美国得克萨斯大学地球物理研究所所长Demian Saffer表示,反复的滑移表明,断层浅部的岩石可以消散能量,否则这些能量可能积聚起来并引发地震、导致海啸。
日本防灾科学技术研究所所长Shin Aoi表示,建设这些网络的主要目的是提供预警。他估计,N-net能提前22秒发布南海海槽附近的大地震预警,能提前20分钟发布海啸预警。