作者：理查德·莫納斯特斯基
“這次地震是一個謙卑的教訓，”伊利諾伊州埃文斯頓西北大學研究大地震和海嘯的地球物理學家埃米爾·奧卡爾說。很少有專家認為日本仙台附近的地震帶能夠產生如此強大的地震，接近3月11日的9.0級地震，這是日本有記錄以來最大的地震。奧卡爾和他的同事們想了解為什麼這次地震事件比許多人預期的要強得多，以及這對日本和全球其他地區的地震風險意味著什麼。
這次地震發生在地球表面的一個接縫處，太平洋海底在這裡俯衝到承載日本北部的構造板塊之下（見“碰撞帶”）。這種俯衝過程會引發世界上最大的地震，例如1960年的智利9.5級地震和2004年的蘇門答臘9.1級地震。但地球物理學家們認為，大型俯衝帶地震只發生在較年輕的海洋地殼刮擦進入地幔的地方。較老的地殼，因其較冷和較密，被認為更容易向下滑動，從而引發較小的地震。而日本東北部附近的海洋地殼大約形成於1.4億年前，已經算是最古老的地殼了。
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仙台地區的歷史似乎也支援這一觀點。“這裡發生過地震活動，但不是真正的大地震活動，”加利福尼亞州帕薩迪納加州理工學院的地震學家廣尾金森說。在過去的幾個世紀裡，仙台海岸附近的俯衝帶產生過高達8級左右的地震，但沒有像9級那麼強大的地震，9級地震釋放的能量是8級的30倍。
鑑於這一歷史，日本的地震學家認為大地震不會對仙台地區構成威脅。雖然該地區是日本海嘯防備最好的地區之一，但沿海的大部分海堤是為了阻止比13-15米高的巨浪小得多的海浪而建造的，這些巨浪襲擊了海岸線，造成了大部分破壞並引發了核危機。
但一些線索表明仙台地區可能具備更大的破壞力。奧卡爾說，蘇門答臘特大地震對海底年齡假說提出了質疑，因為那裡的老俯衝地殼本應排除如此規模的衝擊。最近在日本各地的測量研究表明，來自板塊運動的壓力像鉗子一樣擠壓著仙台地區。這種彎曲表明，太平洋板塊被卡住了，而不是平穩地在日本下方滑動，從而使地殼緊張起來。
加州理工學院的地球物理學家托馬斯·希頓說，這種應力只能在地震中釋放出來，而且它積累得如此之快，以至於最近看到的地震的規模和頻率不足以釋放它。上週的地震完成了這項工作——儘管它很大，但它可能還沒有釋放所有積累的應力，希頓說。“即使是9級地震，這個地方仍然是個謎。”
奧卡爾說，如果仙台附近的俯衝帶能產生大地震，那麼其他具有類似老海洋地殼的地區也可能發生地震，他表示，湯加和加勒比東北部是需要更密切關注的地區。罕見的大地震的線索可能隱藏在那裡——就像它們似乎在仙台一樣。
仙台記錄到的最後一次大海嘯發生在869年。根據兩次更古老的海嘯沉積物的地質痕跡，仙台東北大學的地球科學家箕浦浩二和他的同事在2001年提出，大約每800-1100年就會有巨浪襲擊該地區（K. Minoura et al. J. Nat. Disaster Sci. 23, 83-88; 2001）。由於最後一次發生在九世紀，研究人員寫道，“大海嘯襲擊仙台平原的可能性很高”。