神秘的2021年全球海啸隐藏的8.2级地震源
科学家们发现了 2021 年神秘海啸的源头,该海啸在全球范围内掀起了波澜。
2021 年 8 月,南桑威奇群岛附近发生 7.5级地震,引发了波及全球的海啸。震中位于地球表面以下 47 公里处——太深而无法引发海啸——破裂长达近 400 公里,本应引发更大的地震。
地震学家感到困惑,并试图了解那天在偏远的南大西洋到底发生了什么。
一项新的研究表明,地震不是单一事件,而是五次,一系列次地震在几分钟内蔓延开来。第三次次地震是一次较浅、较慢的 8.2 级地震,发生在地表以下 15 公里处。那场不寻常的“隐藏”地震很可能是全球海啸的导火索。
该研究发表在 AGU 杂志《地球物理研究快报》上,该杂志发表了涵盖地球和空间科学的短格式、高影响力论文。
加州理工学院地震学家、主要研究作者 Zhe Jia 表示,由于南桑威奇群岛地震很复杂,有多个次地震,其地震信号难以解释。8.2 级地震隐藏在地震波的纠缠中,地震波在事件过程中相互干扰。直到贾使用更长的时间(长达 500 秒)过滤了波后,隐藏的地震信号才清晰。直到那时,长达 200 秒的地震才变得清晰起来,贾说这场地震占地震释放能量的 70% 以上。
“第三场活动很特别,因为它规模宏大,而且很安静,”贾说。“在我们通常查看的[地震监测]数据中,它几乎是看不见的。”
正如南桑威奇群岛地震所证明的那样,预测复杂地震的危害可能很困难。地质勘探局最初报告了 7.5 级地震,第二天才增加了 8.2 级地震,因为意外的海啸袭击了距离其起源点 10,000 公里的海岸。
“我们需要重新考虑减轻地震海啸危害的方法。为此,我们需要快速准确地描述大地震的真实规模及其物理过程,”贾说。
由于这种类型的地震可能导致意外的海啸,因此改进我们的预测至关重要。“随着这些复杂的地震,地震发生了,我们想,'哦,那不是那么大,我们不必担心。' 然后海啸袭击并造成大量破坏,”新加坡地球观测站的地质学家朱迪思哈伯德说,他没有参与这项研究。“这项研究是一个很好的例子,说明我们如何理解这些事件是如何工作的,以及我们如何更快地检测到它们,以便我们在未来获得更多警告。”
偷偷摸摸的地震信号
当地震来袭时,它会通过地球发送振动波。全球地震监测网络使用这些地震波来确定地震的时间、位置、深度和震级。贾说,常见的监测通常侧重于中短周期的波浪,可以省略较长的周期。但是,即使将长时间的监测单独纳入监测,也不足以捕捉带有杂乱地震信号的复杂地震。
“很难找到第二次地震,因为它被埋在第一次地震中,”贾说。“很少观察到像这样复杂的地震。......如果我们不使用正确的数据集,我们就无法真正看到隐藏在里面的东西。”
贾说,一个简单的地震很容易被精确定位和描述。但是,一个混乱的地震需要仔细地分解成它的组成部分,以找出简单地震的独特组合构成了复杂的地震。
贾和他的同事开发了一种算法,可以在那些混乱的地震中梳理出地震信号。通过将复杂的地震信号“分解”成更简单的形式,使用不同周期(从 20 到 500 秒不等)的波,该算法可以识别不同次地震的位置和性质。这类似于一个具有完美音高的人一次听到五个不和谐的音符,但能够识别每个单独的音符。
哈伯德说:“我认为很多人都对尝试处理这样的事件感到畏惧。” “有人愿意真正深入研究数据以找出答案,这真的很有用。”
贾和哈伯德都指出,一个长期目标是自动检测这种复杂的地震,就像我们可以检测简单的地震一样。对于 2021 年的地震,海啸到达海岸时规模很小,而偏远火山岛的大多数永久居民都是企鹅。但是,如果复杂的地震产生更大的海啸或袭击人口稠密的地区,它们可能会造成重大危害。
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