最近地震(这场造成日本2万人死亡的超级地震)

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这场造成日本2万人死亡的超级地震,最终在海底留下一座峭壁

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这场造成日本2万人死亡的超级地震,最终在海底留下一座峭壁

2011年3月的大地震在日本造成了广泛的破坏,随之而来的海啸侵袭了该国东部沿海。如今,科学家前往太平洋深处,对地震留下的海底峭壁展开研究。|摄影:MICHAEL S. YAMASHITA, NAT GEO IMAGE COLLECTION这场造成日本2万人死亡的超级地震,最终在海底留下一座峭壁他们被一片压抑的黑暗笼罩。太阳在千米之上,早就黯淡了踪影。透过小窗,他们能看到海底沉积物在潜水艇的前灯下闪烁。好奇的鱼绕着船体飞速掠过。

在漆黑如墨的海水中谨慎前进有一点像“午夜时分驾车行驶在山路上。”日本新潟大学地球科学家植田勇人说,他是潜水艇上的两名乘员之一。

植田与领航员克里斯·梅(Chris May)乘着他们的幽闭小艇在黑暗中搜索,终于,一道巍峨的地质遗迹从阴影中现身:那是一座26米高的峭壁,直插头顶的海洋。地壳上这道峭壁因灾变而成,所在位置和植田预测的完全一致,顶部出露,是现代史上最严重的灾难之一所留下的一部分。

2011年东日本大地震冲击日本东海岸,眼前的峭壁就是那场灾难所留下的断层崖。那一年的3月11日,震源位于太平洋深处的9.1级地震掀起了灾难性的海啸,冲击了日本,造成大约2万人死亡,50万人无家可归。

过去十年里,科学家们通过解码地震波和深海声纳扫描,对“3·11”大地震进行了研究。然而,要详细了解海底地震的起因,则要完成某些最初看来不可能的事情:前往日本海沟,在海面以下近8千米深的地方,亲自考察部分断裂现场。

2022年,科学家将这一雄心壮志付诸现实。他们获得了一艘私人持有的深海潜水器—— “限制因子号”(DSV Limiting Factor),据称,这艘潜水器能载人安全前往受灾严重且伸手不见五指的海底。

深海探险者们于是纵身潜入日本海沟,最终来到那座异军突起的峭壁面前。就像发表在《通讯—地球与环境》(Communications Earth and Environment)期刊上的研究所报道的那样,团队判断,该峭壁是2011年大地震期间窜升58米之高的大块地壳的顶部。

这场造成日本2万人死亡的超级地震,最终在海底留下一座峭壁

2022年,为研究2011年大地震的灾害后果,科学家对日本海沟实施了潜水探测,期间拍下了海底破碎的砾石。|图源:新潟大学

它似乎“正是酿造大地震的断层的顶部,”未参与该研究的美国华盛顿大学(University of Washington)太平洋西北地震网络中心主任哈罗德·托宾(Harold Tobin)说,“此处,断层顶部一直延伸到地表,推开了周遭的一切。研究人员做了标记,直接在现场将它辨认了出来。真是不可思议。”

此类向上抬升的构造在陆地上时有发现,而深海俯冲带海沟目睹它还是第一次。这“不同于科学界此前的任何发现。”加拿大麦吉尔大学(McGill University)地震地质学家克里斯蒂·罗伊(Christie Rowe)说。罗伊也没有参与这项研究。

解码灾难

整个断裂发生在海沟的一大片区域。要形成如此规格的隆起,地震期间,震中附近断层必须产生约100米的移动——造就了同类运动有史以来的最高纪录,因此而猛然拔起的峭壁则是该地震引发灾难性海啸的原因之一。

大地震的位置不怎么出人意料。日本海沟本就是一处巨大的地震制造机,1973年以来,它已酿造了9场7级以上的地震。该海沟之所以摇晃得如此频繁,是因为地处俯冲带,庞大的太平洋构造板块在此处被迫朝鄂霍次克微板块下方俯冲。

即便顺理成章,2011年大地震的威力之大,仍然令人震惊。地震发生在日本海沟略偏西、海面下大约29千米深处,引起的巨型断裂横跨6万平方千米的区域。灾难产生的地震波,还有船舶在地震前及地震发生时立刻完成的声纳类测绘显示,相关断层的移动远达61米,简直难以置信,而这个数字与近期勘测查明的结果相比还要略逊一筹。

“东日本地震显然是一场重大分水岭事件,在许多方面都引发了巨大变革。”托宾说。断层行为的解密不仅对日本十分关键,对于地球上任何一个地处俯冲带、某天可能因此遭遇海啸的地方而言,都至关重要,这其中也包括美国西北太平洋沿岸——300年前,那里就曾被大海啸淹没。

日本的急剧地质震动实在太过严重,因此,科学家希望在灾难发生地找到关于它的有形证据。“就像地质学家实地调研时做的工作,”托宾说,“只不过地点在海面下8千米深处。”这里水压很高,大部分潜水器无法正常运转,甚至可能内爆,无人潜水器也不例外。

现在,进入DSV“极限因子号”。这艘由美国特里同潜艇公司(Triton Submarines)制造、由投资人、前海军军官和水下探险家维克托·维斯科沃(Victor Vescovo)资助并持有的潜水器持久耐用,可容两人乘坐,下潜深度超过10千米,是仅有的几个能实现此次日本海沟之行的潜水器之一。

“它是一艘了不起的潜水器。”托宾说。

照亮深渊

2022年9月,植田与同事乘坐母舰深潜支援船“压降号”(DSSV Pressure Drop)在午夜蔚蓝的太平洋上漂荡,仔细研读着手头的地质图表与海底地形图。“我得决定潜水器具体应在哪里着陆,”他说,“我谨慎地根据地图分析地形,然后选出最可能发现断层地貌的地点。”

地图画上了一个经典的“X”。他们准备好了。9月4日,植田和领航员克里斯·梅爬进了深潜器“限制因子号”狭窄的两人座,向深海进发。

数小时后,他们抵达了日本海沟的海底。植田以前到过海洋深处,不过从未这样深、这样暗。整个下潜期间,安装在潜水器外侧的录像机将全部所见记录了下来,包括那道26米高的峭壁的出现过程。2011年大地震发生前,它原本不存在。

“在向海面上浮的路上,我有大量的时间——我记得不太清楚,大概有两个小时,或者更久——来思考我看见了什么。”植田说。重新观看潜水器影像记录后,他确信:那是所谓的断层崖,是地震时地面断裂的一部分,造就了高度的变化。

但这座峭壁只是隆起地壳的最顶部。为了准确测量其规格,潜水器升至该地貌的最上方,并在上升过程中,借助压力传感器计算盆地底部与峭壁顶部之间的高差。测算结果是59米。研究数据显示,这就是2011年大地震期间,该处海底垂直位移的距离。

日本海沟的海底上升可能是伴随太平洋许多巨大断裂一同发生的,只是本区段的跃升有14层楼之高。“这样的位移至少构成了海啸的部分原因。”托宾说。

深海地震

利用新信息,团队估计,大地震期间,该处断层总计滑动了80~120米,这一触目惊心的数字大概是之前预测的两倍。

美国康奈尔大学(Cornell University)地震科学家朱迪斯·哈伯德(Judith Hubbard)未参与该研究,她说,计算很合理。但在陆上再现断层几何学十分棘手,海底更是难度翻番。而且从构造学角度来说,该部分地壳是缠结的噩梦。“这是一片非常复杂的区域,巨量事件于此上演。”哈伯德说。

尽管困难重重,但最关键的是,“他们没有夸大其词。”托宾说。他认为,研究呈现的证据直接、有力而且简洁明了。科学家清楚2011年断裂发生了大得惊人的滑动。“这篇研究论证无懈可击。”他说。

关于2011年大地震,还有许多未解之谜。新研究涉及的只是一场大幅断裂的一小段区域,何况断层带大震动期间,每部分的表现都不尽相同。“我们很难就整场灾难提出单一的观点或叙述。”植田说。

但无论如何,新研究已经为破解俯冲带大地震的深度和其他谜题设下了新的基准。成功前往海底,“我以为在技术上是不可能的,”罗伊说,“这太让人激动了。他们就像宇航员一样。”

这项工作将为日本的海岸带来保护效益,无疑也将给其他沿海国家带去科学援助。过去二十年来,越来越多海啸早期预警系统已被部署到全球海洋,这些系统依赖从海洋地震中捕获地震波并快速分析。

但情况有时出乎科学家预料。海啸能被预测,但强度却可能超出或低于预测水平,有时甚至完全不发生。最重要的问题是,“海底断层崖到底有多大?——那才是海啸的扳机。”罗伊说。

借助这篇及其他研究成果对海啸预测模型做出些许调整,或许可以在未来地质灾难中助力挽救更多性命。

“看到这种从来无人见过的重要地貌,当然是一种非常奇妙的经历。能发现它,我很荣幸。”植田说。但在重述这场发现时,他忧郁地补充道:“或许就是这道峭壁夺走了2万人的生命。”

撰文:Robin George Andrews编译:绿酒校对:钱思琦版式设计:钱思琦

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  • 爱上书的蚂蚁
    爱上书的蚂蚁 2025年04月29日

    我是发展号的签约作者“爱上书的蚂蚁”!

  • 爱上书的蚂蚁
    爱上书的蚂蚁 2025年04月29日

    希望本篇文章《最近地震(这场造成日本2万人死亡的超级地震)》能对你有所帮助!

  • 爱上书的蚂蚁
    爱上书的蚂蚁 2025年04月29日

    本站[发展号]内容主要涵盖:国足,欧洲杯,世界杯,篮球,欧冠,亚冠,英超,足球,综合体育

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    爱上书的蚂蚁 2025年04月29日

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