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【地震特辑】日本地震8.9级、9.0级还是9.1级?

(文/克里斯•罗文)当地时间3月11日下午三点左右,距离日本本州岛北部东侧海岸线100英里左右的地点发生了大地震。震级最初定为8.9级,之后又被更新了。根据美国地质调查局的最新报告,震级为9.1级。无论如何,这是有记载以来日本遭受的最大一次地震,它可以与2004年的印尼地震相提并论,而且与那次地震一样,引发了破坏力极强的海啸。视频中本州海岸一片狼藉,惨不忍睹。

究竟是哪个断层发生了断裂?

日本坐落在复杂的板块交界处,三个俯冲带在此交会。这次地震发生在太平洋板块向西俯冲至北美板块下方的交界处(而相对活动不多的北美板块与欧亚板块交界是从西伯利亚开始,沿着鄂霍次克海西侧一路向南,穿越日本)。不出所料,震源机制与压缩有关,要么就是沿着向西平缓下降的断层,要么就是沿着向东陡峭下沉的断层。

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[图说:主震的震源机制,以及两种可能的断层方向的横截面图。]

这与俯冲界面的运动相符,而即使断裂发生距离板块与海底交界海沟150千米的地方,它还是会一路传到表面,在海底和其上的海水中制造大而急剧的垂直移动,从而引发海啸。

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[图说:断裂穿透海底,引发海啸。]

为什么震级会变来变去?

为了估测震级,我们需要查看地震波的振幅:振幅越大,震级就越大。然而,在大地震中,这种关系会被打破,至少在那些通常用来估测震级的地震波频率上是这样,它们会“饱和”,或者说在震级增加的时候振幅并不会增加。也就是说,对于那些最大的地震,震级会被低估,除非地震学家研究不太容易受饱和效应影响的低频率地震波。

之前有前震吗?前震是不是暗示着会有大地震发生?

第一个问题的回答是肯定的,第二个是否定。上周三在与这次地震相同的地区发生了一次7.2级的地震,震源机制与这次地震十分相似,之后也发生了一系列稍小一点的5级以上地震,其中有三次震级在6-6.1级(其中两次的震源机制在下图中有显示;第三次的震源机制尚不清楚)。这些地震集中在本次大地震断层的东北不远处,也处在之后大量余震的范围内(在我写文章的时候,已经发生了100多次5级以上余震,其中20多次都在6级以上)。从“事后诸葛亮”地角度来看,之前的几次地震明显是本次大地震的前震。

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[图说:地图上比较了3月9日和10日的地震活动(黄圈)与3月11日大约9级地震(最大的橙色圈),以及余震(其它橙色和红色圈)。]

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[图说:3月9日在本次地震地点附近三次6级以上地震的震源机制。]

然而,事先预测这次地震是不可能的,除了强度比主震小之外,前震没有什么“特性”。实际上,要是将地震前几天的状况画成图,就能发现在上周三和上周四,地震活动似乎在7.2级地震之后停止了。

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[图说:本州岛海岸3月9-11日地震震级图(5-6级=小黄圈,6-7级=橙色圈,7级以上=大红圈)。]

地震肯定不是因为哪些事?

这次地震肯定跟以下的东西无关:

  • 月亮(或者“超级月亮”,其实就是把“离地球稍微近一丁点的月亮”包装了一下)。
  • 新西兰基督城地震——虽说因为地点关系,这次地震破坏力很大,但本月发生的这次6.3级地震在宏观上看真的不算大,它释放的能量比周三那次7.2级地震还小。
  • 美国政府所研制的并不存在的地震武器。
  • 2012快来了。

可惜这种破坏性事件是我们这个星球的正常状况。尽管有那么多谣言和所谓“预测方法”,但其实仅仅用板块构造理论就足以解释地震的捉摸不定,至少在人类的尺度上如此。

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博主介绍: 克里斯•罗文是一位地质学家,专门研究板块构造、大陆变形,以及古地磁学。他曾受人资助,去异国进行野外工作,目前是芝加哥大学的一名博士后。

The End

发布于2011-03-15, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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Ashie

生态学硕士生

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