全球為何頻發大地震

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在最近發生一連串地震後﹐地震學家再次提起一個由來已久的問題：一個地方的大地震是否會引發數千英里之外另一個地方發生大地震？

一項新的研究首次提供了有說服力的證據﹐證明這類大規模、相距遙遠的事件之間不太可能有任何聯繫﹐雖然在一連串的地震彼此相隔僅幾個月時﹐它們可能看起來有關聯。

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1992年﹐加州大地震影響到懷俄明州黃石國家公園(Yellowstone National Park)內間歇泉的噴湧週期。
這項研究的作者之一、美國國家地質調查局(U.S. Geological Survey)駐加州門洛帕克(Menlo Park)的地球物理學家帕森斯(Tom Parsons)說﹐發生一場大地震就像敲了一下鈴鐺一樣﹐可以引發很遠的地方發生小地震。不過很顯然不會引發很遠地方發生大地震。研究報告發表在《自然－地球科學》(Nature Geoscience)雜志上。

地球物理學家早就知道大地震會釋放出大量的能量﹐這種能量能夠以不確定的方式在地球上傳播。不過﹐現在一些科學家認為﹐只有持續的壓力才能夠造成斷層帶大幅移動﹐進而引發其他大地震。此外﹐能量會在傳播過程中逐漸減弱﹐所以當地震的沖擊波到達很遠處的斷層帶時﹐造成的沖擊已經小得多了。

科學家們早在1906年就在爭論這個問題了﹐當時北太平洋的阿留申群島(Aleutian Islands)發生了里氏8.0級地震﹐僅僅30分鐘後﹐智利也發生了里氏8.0級的地震。

美國國家地質調查局地球物理學家斯坦(Ross Stein)說﹐這一直是一個亟待解決的難題。這個問題在每次大地震後都會被再次提起。

過去15個月中﹐全球發生了數起破壞性很強的大地震﹐造成了嚴重損失﹐先是在中國、海地、智利、新西蘭﹐如今又在日本﹐於是這個問題變得越來越緊迫。上週四﹐緬甸發生了里氏6.8級地震﹐造成至少70人遇難。

不過﹐長期的數據顯示﹐全球地震活動並沒有出現激增﹐大地震也沒有增加。自1964年開始有持續紀錄以來﹐全球大地震的數量基本保持不變：據美國國家地質調查局的數據﹐記錄在案的里氏7.0級及以上地震每年平均有17次。

最近日本、新西蘭和智利的地震都是發生在“火環帶”(ring of fire)上﹐這是一個環太平洋的地震活躍帶。不過﹐科學家們說﹐這些地震之間的關聯也就僅限於此而已。

一段時間以來﹐人們已經知道大地震會引發強大的地震波﹐經由地面傳導﹐並在離主震很遠的地方引發較小的地震﹐即使是在斷裂帶沒有完全斷裂的情況下也會發生。這個過程被叫做“動態觸發”。雖然人類對其物理機制的理解還很少﹐但科學家期待有朝一日能夠利用這類發現來估計﹐當世界上某處發生大地震時﹐其他已知有地震活動的地區發生較小地震的風險有多大。

帕森斯說﹐我們在1992年獲得了第一條線索。那是在加州蘭德斯發生7.3級地震、接下來數日和數天時間內在整個美國西部地區引發地震的時候。蘭德斯地震改變了約680英里（1,094公里）以外黃石國家公園(Yellowstone National Park)內間歇泉的噴湧週期。

阿拉斯加2002年的一場大地震同樣在黃石公園引起大量較小地震﹐並將西雅圖的水上住宅震脫了系泊處﹐甚至把路易斯安那州一處湖泊內的湖水震得嘩嘩作響。

喬治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)研究人員上個月發表論文﹐描繪了2010年智利8.8級地震在主震數小時過後﹐如何也導致加州中部小地震增加。

另一篇發表在《自然》雜志(Nature)的論文提出﹐2004年印度尼西亞的大地震導致加州聖安德烈斯斷裂帶一個區段的“重復地震”頻度增加﹐甚至可能已經讓這條斷裂帶變得更加脆弱。

但研究人員說﹐由於大地震的引發需要有持續的能量﹐加州居民並沒有因為印尼、智利或日本的地震而面臨更高的地震風險。

當石頭掉入水塘的時候﹐能量的擴散基本均勻﹐但源自地震的能量不一樣﹐它的傳播路徑可以說是無法預測的。地震釋放的能量無法輕易穿透由地下最厚18英里（29公里）巖石組成的地殼。帕森斯說﹐大量能量受阻後反彈回來﹐然後以面波的形式水平傳導數千英里。

為判斷面波能否在遙遠地區引發大地震﹐帕森斯和《自然地球科學》那篇論文的聯合作者、德克薩斯大學埃爾帕索分校(University of Texas at El Paso)的貝拉斯科(Aaron Velasco)一起﹐研究了30年以來可能是由每一次七級或以上地震引發的全部五級以上地震的記錄。

他們的結論是：沒有證據表明非常大的地震會在全球層面上促進其他非常大的地震發生﹐只是初震地區週圍有可能發生較大的餘震。

Gautam Naik