一項研究表明，以光速穿過地面的重力訊號可能有助於地震學家在大型破壞性地震發生後不久更好地掌握其震級大小。當地面移動時產生的地球引力場的微小變化，會在地震波到達之前很久就到達地震監測站。
巴黎地球物理研究所的地震學家馬丁·瓦萊說：“我們能用這些訊號做的最棒的事情是快速獲得地震震級的資訊。”
瓦萊和他的同事在12月1日發表於《科學》雜誌上的報告中稱，中國和韓國的地震儀在2011年襲擊日本部分地區的9.1級東日本大地震後立即接收到重力訊號。這些訊號在地震記錄裝置上表現為微小的加速度，比地震波出現早一分鐘以上。
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瓦萊說：“我們可以在地震波到達之前進行觀察。如果我們什麼也沒看到，我們可以說引發這些訊號的地震可能很大，但不是非常巨大。如果我們看到了訊號，那就意味著我們確實遇到了非常大的地震。”
如果地震學家一直在監測重力變化，他們可能早就意識到東日本大地震有多大了。美國地質調查局 (USGS) 花了 40 分鐘才將其最初估計的震級從 7.9 更新到 8.8，更接近地震的真實震級，而日本氣象廳則花了 3 個小時才做到這一點。地震震級的微小增加意味著地震釋放的能量以及預期的破壞會發生巨大變化。這些資訊對於應急人員決定部署哪些資源至關重要。
加利福尼亞州帕薩迪納的美國地質調查局地震學家蘇珊·霍夫說：“如果引力波能夠縮短得知大地震是‘大地震’所需的時間，那將是一項重大貢獻。”
科羅拉多州戈爾登的美國地質調查局地震學家加文·海耶斯說，在重力訊號被認為是大型地震發生後關鍵時刻的可靠工具之前，還有很多工作要做。“我不認為它會成為一個顛覆性的變革因素，”他說。
第一波
最新的研究工作始於一群歐洲和美國研究人員開始探索小地震的振動如何影響引力波探測器，例如歐洲的 Virgo 和美國的雷射干涉引力波天文臺 (LIGO)。許多科學家也致力於地震預警系統，他們開始思考地震是否會產生重力擾動以及如何探測這些擾動。
挑戰在於捕捉重力震動，它比地震波引起的震動要弱得多。2016年，科學家們發表了一項概念驗證研究，表明日本地下神岡觀測站的重力測量儀器探測到了來自2011年地震的訊號，該地震發生在約500公里外。但其他人質疑這些訊號的強度和可靠性。
在最新的論文中，瓦萊和他的同事報告了更多關於東日本大地震後立即出現的重力訊號的觀測結果。該訊號在距離震中約 1,000 至 2,000 公里的監測站最為明顯。在這個距離上，快如光速的訊號有足夠的時間到達並在地震波淹沒它們之前被清晰地記錄下來。
模型表明，該方法應適用於測量震級為 8.5 或更大的地震，這些地震足夠大，可以產生可探測的重力訊號。該團隊現在正在尋找可能在其他大地震後記錄到的訊號，包括 2004 年蘇門答臘 9.1 級地震和 2010 年智利 8.8 級地震。
加利福尼亞州理工學院帕薩迪納分校的地震學家讓-保羅·安普羅說，額外的幾分鐘預警可以挽救生命，尤其是在沿海地區，人們可以在海嘯來臨前撤離。“那是唾手可得的成果。”
本文經許可轉載，最初發表於 2017 年 11 月 30 日。