海底的隐秘滑溜粘土可能加剧了2011年日本毁灭性海啸

日本 - 艾赫巴里通讯社

海底的隐秘滑溜粘土可能加剧了2011年日本毁灭性海啸

一项新近发布的研究表明，海底一层厚实的滑溜粘土，可能在2011年日本东北部发生里氏9.1级地震后引发的那场毁灭性海啸中扮演了关键角色，显著放大了其破坏力。这项发表在著名科学期刊《科学》上的发现，为理解为何2011年的东北地方太平洋近海地震及其引发的海啸如此具有毁灭性，提供了一个新的、令人信服的地质学解释，并有望改进未来的预警系统。

2011年的东北地方太平洋近海地震及海啸是日本现代史上最具灾难性的事件之一，造成了巨大的人员伤亡和广泛的破坏。尽管地震本身的强度已属罕见，但由此产生的海啸规模之大，一度让科学家们感到困惑。由澳大利亚国立大学的地球物理学家领导的这项最新研究，提出了一种新的地质机制来解释这一现象。

研究结果显示，这层厚度可能达到30米（约98英尺）的粘土层，位于引发地震的断层线上。由于其低摩擦特性，这一地质构造被描述为一个“机械薄弱点”。澳大利亚国立大学的地球物理学家、澳大利亚-新西兰国际科学钻探联盟主任罗恩·哈克尼博士解释了其重要性：“它的摩擦力很低，所以这种粘土很脆弱。它很容易滑动。”这一特性极大地改变了地震断裂的动力学过程。

研究人员推测，在地震发生时，这层粘土的滑溜特性可能导致断层破裂时的侧向（或称走滑）运动幅度，低于同等量级地震的预期值。这种水平位移的减少，根据研究人员的理论，将能量释放集中到了垂直方向的上冲运动。据信，这种垂直运动异常巨大，可能在约500公里（310英里）的范围内，将海底抬升了50至70米（164至230英尺）。正是海底这种剧烈的向上抬升，直接产生了巨大的海啸波，淹没了约561平方公里（217平方英里）的日本海岸线。

为了收集支持其假说的证据，一个国际研究团队在2024年乘坐科学钻探船“地球号”（Chikyu），直接对该断层区域进行了钻探作业。在海洋表面以下7000米（23000英尺）处，并向下钻探了额外的1000米（3300英尺）之后，他们成功地从断层内部和太平洋板块上提取了沉积物岩芯。对这些样本的分析揭示了一层厚重、粘稠的粘土，据估计，它已在此缓慢堆积了约1.3亿年。当太平洋板块在这个俯冲带向日本下方移动时，这层粘土受到挤压，有效地挤压了上覆的陆地岩石，从而形成了已识别出的薄弱点。

该研究表明，类似的粘土层可能存在于全球其他俯冲带。有证据表明，它们可能存在于印度尼西亚苏门答腊岛附近，该地区在2004年12月26日曾发生过一次9.1级地震和毁灭性海啸。然而，像堪察加半岛这样的其他地震活跃地区的断层带的地质构成，仍然知之甚少。

这些发现对于地震和海啸的防备工作具有重要意义。随着地球科学家在预测地震强度和震动强度方面越来越熟练，理解这些粘土层等海底地质特征的作用，可以改进预警系统。对海底位移和后续海啸行为的更准确预测，有望在未来应对类似超级灾难时挽救无数生命。

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