莫妮卡·索別西亞克並沒有預料到4月2日的早晨會以如此刺激的方式開始。但當她在手機上瀏覽地震列表時，她看到夜間一系列地震震撼了智利北部海岸——幾乎正好是幾年前她安裝地震儀網路的地點。“我看到了8.2級，”這位在德國基爾大學工作的地球物理學家說，“我趕緊衝到我的辦公桌前。”
4月1日發生在皮薩瓜村附近海域的地震，是自2010年智利南部發生8.8級地震以來，智利境內最大的一次地震。雖然皮薩瓜地震震級不算大，破壞性也不算特別強，但它仍將在地震學史上留下濃墨重彩的一筆——作為一次經過深入研究的地震，它顛覆了關於大地震如何以及何時發生的一些假設。
從某種意義上說，地震學家知道它要來了。智利北部，靠近秘魯邊境，是該國海岸線上過去一個世紀中唯一沒有發生過大型地震的區域（參見 “壓力之下”）。2006年，預測到這裡會發生地震，一個德國-法國-智利合作專案在該地區佈設了地震儀、傾斜儀和其他地面測量儀器，建立了智利綜合板塊邊界觀測站（IPOC）。它捕捉到了皮薩瓜地震的發生過程，索別西亞克的網路也捕捉到了。
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但這次地震並不是地震學家預期的“大地震”。只有震級約為9級的巨大地震才能釋放該地區積聚的所有地質應力。震級為8級左右的地震仍然可能發生，但它們何時會發生仍然是個謎。更廣泛地說，皮薩瓜事件讓地震學家重新思考關於其他類似地質環境中的地震風險的一些基本觀念——例如日本和印度尼西亞等具有深俯衝地殼板塊的地方。
隨著時間的推移，地震會使長斷裂帶的特定部分斷裂；未斷裂的部分是“地震空區”，被認為容易發生未來的地震。這些地區的官員經常被告知要為最壞的情況做好準備——在給定的地震空區可能發生的最大地震。但圖森市亞利桑那大學的地震學家蘇珊·貝克說，皮薩瓜地震表明情況並非總是如此。相反，它強調地震空區可能以各種方式破裂，從許多較小的地震到僅有幾次大地震。
智利是研究這些問題的理想實驗室，因為它位於俯衝帶的邊緣，在那裡，納斯卡板塊俯衝到南美板塊之下。地質應力積聚，然後在偶爾的巨大震動中釋放。智利是有記錄以來最大地震的發生地——1960年發生的9.5級地震——佔地球地震能量釋放總量的四分之一以上。
自1877年以來，皮薩瓜就沒有發生過大地震，當時一場約9級的地震襲擊了該地區。地震活動從去年八月開始活躍起來，當時該地區發生了一系列小地震。新年過後又發生了一組，三月份又發生了第三次叢集。波茨坦德國地球科學研究中心的地球物理學家奧諾·翁肯說，這三組地震群似乎為俯衝帶在4月1日的大地震中破裂做好了準備。
巴黎地球物理研究所的地震學家讓-皮埃爾·維洛特說，直到最近，研究人員還認為，智利北部下一次大型地震將打破納斯卡板塊和南美板塊之間的整個介面。皮薩瓜地震和兩天後發生的7.6級餘震，“是這種簡單分類的明顯反例”，他說。它們共同破裂的只是整個危險區域的一小部分。
有趣的是，根據羅馬國家地球物理和火山學研究所的地球物理學家瑪麗安·梅託伊斯及其同事對智利北部地震空區的地面運動研究（M. Métois et al.Geophys. J. Int. 194, 1283–1294; 2013），俯衝帶斷裂的部分並不是應力累積最多的部分。由於某種原因，皮薩瓜地震在並非應力最大的區域釋放了應力。“智利北部仍有大量能量需要釋放，”梅託伊斯說。
當下一次地震來臨時，地震學家計劃做好準備。IPOC增加了儀器，以捕捉4月1日地震的餘震以及接下來可能發生的任何事情。智利大學國家地震中心主任塞爾吉奧·巴里恩託斯在聖地亞哥說，來自智利、德國和法國的團隊已經部署了數十個新的地震儀和全球定位站。
對於索別西亞克來說，每一小部分資料都有幫助。在4月1日地震之前，她認為智利北部地震空區會在皮薩瓜地區以北或以南破裂，但不會直接穿過該地區。現在她需要進行一些新的思考。“這些努力中的每一項都確實使我們向前邁進了一步，”她說。
本文經《自然》雜誌許可轉載。該 文章於2014年4月22日首次發表。