利用聲爆(小圖)，研究人員分析了兩次蘇門達(dá)臘地震震源區(qū)的海底巖層特性。(圖片提供:Nicolle Rager Fuller/National Science Foundation)

這是有關(guān)兩次地震的故事。第一次——也是有記錄以來排名第二的地震——于2004年12月撕裂了印尼蘇門達(dá)臘島以西的海底，并掀起了一場大海嘯，整個印度洋盆地遭受了滅頂之災(zāi)；第二次大小相仿的地震于3個月后再次襲擊了該地區(qū)，但只形成了一場局部的海嘯以及較少的沿岸損失。在最近出版的美國《科學(xué)》雜志上，一個國際研究小組報告說他們發(fā)現(xiàn)了這兩場災(zāi)難的關(guān)鍵差異：覆蓋在地震區(qū)域上的水成巖的密度。測量傾向于發(fā)生大地震的其他類似區(qū)域的這一變量將幫助地震學(xué)家和應(yīng)急預(yù)案制訂者們更好地預(yù)測哪里將是地震中最糟糕的地方。

2004年12月26日發(fā)生的蘇門達(dá)臘大地震引發(fā)了一場移動迅猛的海嘯，將近25萬人溺水而亡，并且在遠(yuǎn)至東非海岸的地區(qū)留下了數(shù)以百萬計的無家可歸者。但這只是噩夢的一部分。這場震級達(dá)9.2級的大地震在接下來的幾個月中引發(fā)了數(shù)千次余震，包括在2005年3月發(fā)生的一場8.7級地震。

第二次地震在安達(dá)曼群島以及比鄰的蘇門達(dá)臘沿海地區(qū)造成了許多損失，但卻只引發(fā)了一場較小規(guī)模的海嘯。科學(xué)家馬上意識到，為什么都發(fā)生在蘇門達(dá)臘斷層，且僅間隔數(shù)月的兩次大地震會產(chǎn)生如此不同的結(jié)果呢？因此研究人員開始比較這兩次地震震源區(qū)的地震特性。2008年夏季，研究人員駕駛研究船“桑尼號”沿蘇門達(dá)臘斷層航行，并利用壓縮空氣爆炸從海底反彈的聲波，創(chuàng)建了下層巖石的密度剖面。當(dāng)一個巨大的地球板塊突然滑入或潛沒到另一個板塊下時便會發(fā)生地震。板塊下降形成的潛沒區(qū)在全球隨處可見，例如南、北美洲的整個西海岸沿線便都是這種狀況。在蘇門達(dá)臘地震中，印度洋板塊下降到印度尼西亞板塊之下。研究人員分析了被稱為脫頂褶皺的這兩個潛沒區(qū)的特征差別。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，2004年地震的脫頂褶皺中包含了一大段海底水成巖，這些巖石的密度都相當(dāng)?shù)停鄬χ車膸r層來說更脆弱。在地震時，這種脆弱可能導(dǎo)致更大面積的海底區(qū)域突然變形，隨之帶動更多的海水移動，最終形成更大的海嘯。相比之下，2005年地震的脫頂褶皺則是由密度更大的巖石組成，在地震時巖石下降幅度較小，海水的移動也不遠(yuǎn)。

主持這項研究的英國南安普敦大學(xué)地球物理學(xué)家Simon Dean說，這一差別對于其他傾向發(fā)生與潛沒有關(guān)的地震的地區(qū)具有重要意義。他說，無論包含一個明顯低密度巖層的地震斷層在哪兒，它都會“導(dǎo)致一種極不尋常的斷裂，而這種斷裂又極可能引發(fā)一次巨大的海嘯”。

華盛頓州西雅圖市美國地質(zhì)調(diào)查局的地震學(xué)家Arthur Frankel說，這篇論文“在沉積層中發(fā)現(xiàn)了一個重要的線索，從而揭示了為什么2004年蘇門達(dá)臘地震會引發(fā)如此致命的海嘯，而隨后到2005年地震卻沒有”。他說，這些線索能夠真正幫助人們?nèi)ヮA(yù)測“其他潛沒區(qū)的大地震是否也會引發(fā)巨大海嘯”。

美國馬薩諸塞州伍茲-霍爾海洋研究所的海洋地球物理學(xué)家Jian Lin對此表示贊同。他說，這篇論文給出了“有力的證據(jù)”，表明沉積層“對于地震引發(fā)的海嘯具有重要的影響”。