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餘震——比多年來襲擊美國大陸的任何地震都大——繼續困擾著飽受蹂躪的日本。週四發生的7.1級地震是迄今為止最大的餘震之一，但專家們並未立即報告有重大額外損失，當地時間晚上 11:32 地震後不久釋出的 tsunami 預警在兩小時內被取消了。*
由於該島國位於地震活躍的環太平洋火山帶，因此經常發生震動。但是3月11日的9.0級地震是該國有記錄以來最大的地震。即使在防震準備充分的國家，大多數當地地震學家也沒有預料到會發生如此大的地震。
除了引發破壞性海嘯並在仍在洩漏的福島第一核電站失效中發揮作用外，3月份的大地震還動搖了許多關於該地區斷層帶性質的假設。
那麼日本週圍的地面何時會平靜下來？科學依據仍然不確定。但是加州理工學院地震工程研究實驗室主任托馬斯·希頓解釋了該地區可能發生的情況，以及為什麼 7.1 級餘震並不令人驚訝。
[以下是經過編輯的訪談記錄。]
自從日本3月份發生9.0級地震以來，已經發生了一些相當強烈的餘震。在此之後這麼長時間再次發生大地震是否令人驚訝？
不。這是完全正常的行為。餘震的統計資料是：平均而言，一次地震的震級比主震小一級，10次地震的震級比主震小兩級。因此，到目前為止的序列對於 9 級地震來說非常典型。但這只是平均統計資料。每次地震都不同。
我們可以預期會出現比今天發生的 7.4 級地震更大的餘震嗎？
平均而言，大約每 20 次地震中就有一次是前震，實際上這次 9 級地震有可能是一次前震。但考慮到這一系列地震，這種可能性並不高。
然而，這個序列非常特殊，因為日本海溝是世界上最活躍的俯衝帶之一。但從歷史上看，與斷層帶的相對活動相比，海溝的地震活動相對較少。由於海溝的活動很少，日本地震學家將其歸類為相對低風險區域。但包括我在內的幾位西方地震學家對此提出了質疑。
如果它被鎖定 1000 年，那麼這意味著該地區積累了巨大的應變。而且地震似乎還不足以解釋積累的應變。我們仍然面臨著一個問題：我們應該如何處理斷層滑動的剩餘部分？
在什麼時間點我們將這些事件稱為地震而不是餘震——是否有時間或大小的界限？
我們對所謂的餘震或地震沒有真正的定義。每次發生地震時，它都傾向於在該地區引發額外的地震。每個人都在爭論何時停止稱其為餘震。有些人仍然說，密蘇里州周圍發生的小地震是 1812 年地震的餘震。
如果沿著這個區域發生更多大型餘震，它們是否也可能產生海嘯？
事實證明，9 級地震總是會產生巨大的區域性海嘯。它幾乎肯定會移動大量的水，但海嘯的關鍵在於位移的量。每上升一個震級單位，海嘯的強度都會乘以 30 倍。因此，9 級地震與 8 級地震截然不同。一旦達到 9 級，你幾乎可以肯定會遇到巨大的海嘯。
對於這場地震，美國人民來說，重要的一點是，人們現在能夠形象地看到在發達國家發生巨大俯衝帶地震的情況。我們現在有強有力的證據表明，我們在自己的太平洋西北地區也有更強烈的地震。所有 9 級地震都會對居住在 9 級地震區域的任何人產生巨大影響。在海嘯、地面破壞和長時間的地面震動之間，9 級地震是非常嚴重的事情。
鑑於我們對日本週圍地震活動的瞭解，我們能預測下一次地震可能發生在何處嗎？
看來大部分滑動發生在日 本海溝的北部。而且看來，至少在過去 20 年裡，南部和北部都被鎖定了。因此，一個簡單的論點是，北部在此次事件中釋放了大部分應變。但很明顯，我們對這個系統的瞭解並不深入。
因此，如果斷層的一部分在地震中滑動，那麼斷層的另一部分會積聚更大的壓力，並更容易發生地震，這種想法是否過於簡單？
我們有一個相當簡單的模型。但說實話，當我們深入瞭解細節時，您可以很快在我們的標準理論中找到許多漏洞。在這個過程中仍然存在許多首要的謎團。
當有人對這些系統中什麼是可能或不可能的發表宣告時，我會感到非常不安。我認為我們的知識非常初步，甚至可能很幼稚。
關於日本和該地區的短期地震未來，我們能說什麼？
當我們觀察其他 9 級地震時，它們會發生許多餘震。平均而言，9 級地震會發生一次 8 級地震。而且在主震資料中隱藏著一次 8 級地震。它們會發生 10 次 7 級地震、100 次 6 級地震等等。這是典型的序列。
在蘇門答臘地震發生後，大約在一個月左右的時間裡發生了 8.7 級地震，並且在蘇門答臘地震的南部發生了許多其他 8 級地震。從某種意義上說，整個區域多年來都“亮了起來”。因此，沒有科學理由說這件事已經結束。一般而言，像這樣的 9 級地震會是最大的，您不會在其他地方看到另一次。但我們就是不知道。
關於這個地區，仍有哪些大問題需要解答？
這個區域主要是在地震中滑動，還是主要是在較慢的過程中滑動——是透過穩定的蠕變，還是偶爾發生的可能持續數天或數週的大型較慢地震？我們只是不知道答案。
我認為許多人假設，既然在過去 1000 年裡沒有發生活動，那麼它一定是在穩定地滑動或在緩慢的地震中滑動。但現在我們發生了這個大事件，很明顯，這種觀點是錯誤的。
這也使我們對保護自己免受地震影響的方法產生了質疑。我們通常使用某種機率圖來描述我們的地震危險。我們會根據這些地圖來確定我們如何應對的優先順序。不幸的是，最近我們許多最重要的地震都發生在低風險地區。對我來說，這是一個有趣的統計問題。這就像試圖預測下一次戰爭將在哪裡以及規模有多大，或者下一次流行病將在哪裡以及規模有多大。現在我們使用的是像心臟病發作的風險模型。我們的問題更像是禽流感型別的問題。
工程師和地震學家是否有任何方法可以為這種事件做好準備——大規模地震和持續的大型餘震？
真正的大地震非常罕見，工程師們無法說他們知道地面震動是什麼樣的，以瞭解如何為它建造建築物。這是我們第一次獲得來自 9 級地震的地面記錄，因此我們都對此非常感興趣。
但是，說實話，我現在有點擔心，因為我們最終會獲得地面記錄，人們會說：“現在我們知道 9 級地震是什麼樣子了。”但僅僅因為您見過一次，並不意味著您見過所有 9 級地震。大多數破裂都發生在遠離陸地的長距離處，因此它遠離海岸。但在我看來，這種距離確實為日本免去了很多損失。
看來，在過去 20 年裡被鎖定的斷層的一部分更靠近陸地。那部分將更靠近日本的建築物——在仙台南部到房總半島之間。
從我們的角度來看，這個序列真正有趣的部分之一是，日本在過去兩年裡才開始執行即時警報系統，該系統會在某地開始震動並正在前往其他地方時向人們發出警報。而且該系統在這場地震中實際上奏效了。對於仙台來說，預警時間在 10 秒左右；對於東京來說，則更像是一分鐘。
出現一種新的工具可以給您發出警告，並讓您瞭解即將發生的事情，這確實是一件新事物。
*更新 (4/7/11)：美國地質調查局在中午將此次地震的震級從 7.4 級降級為 7.1 級。本段已在釋出後進行了更改，以反映這一變化。