大地震造成地球重力異常，光速傳播催生革命性預警辦法？

2011年日本發生9.1級大地震，引發最高達40.1米的強烈海嘯，近16000多人死亡，福島核電站發生核泄漏災難。但地震剛開始發生時，地震台站記錄到的並不是9.1級地震，而是7.9級；3個小時候，日本氣象廳把它提升到8.8級；最後測量確定的是9.1級，比最初認定的7.9級，釋放的能量要大63倍。這會對政府和人民判斷地震的破壞性，以及如何應對地震災難產生嚴重影響，尤其是對海嘯的警告。

但現在的預警系統建立在地震P波和S波之間的速度差上，危害較小的P波僅比帶來主要破壞的S波快一倍，而且難以準確知道地震的烈度。有沒有一種辦法可以更快地進行預警，並準確知道地震的烈度以及可能造成的破壞呢？

巴黎地球物理研究所地震專家馬丁·瓦萊領導的一個團隊今天在《科學》雜誌上發表了一項研究，2011年日本大地震曾引發當地地心引力的改變，科學家們可以通過光速傳播的地球重力異常信號，更快速地預警地震的發生，並準確測得地震的嚴重程度！

這項研究是前幾年探索地震對歐洲處女座引力波干涉儀和美國LIGO引力波干涉儀影響時附帶開展的，為保障干涉儀的正常運行，科學家們開始研究地震是否會造成地心引力的擾動，以及如何檢測到這些擾動。結果表明，任何一次大地震都可能造成幾米高的斷層移動，即使是在地震結束之前，該地地層的質量也會被重新分配，比如P波穿過岩石的時候，會讓它壓縮和擴張，瞬間擾動岩石的密度，從而造成重力的變化，最重要的是，這些變化是以光速傳播的！

日本大地震發生後，位於中國和韓國的地震儀立刻採集了重力信號，信號在地震記錄設備上表現為微小的加速度，而且出現在地震波之前一分多鐘。研究人員發現，這些觀測站都在離震中1000到2000公里之間，獲得的信號最為明顯。這是因為在那個距離上，以光速傳播的重力信號有足夠的時間到達，並在被地震波淹沒之前清晰地記錄到。研究人員通過建模表明，這種方法可用於測量震級為8.5級以上的地震，這種震級可以產生能夠檢測到的重力信號。瓦萊的團隊正在尋找其它大地震後記錄的重力信號，包括2004年蘇門答臘島9.1級地震和2010年智利8.8級地震，希望進行更深入的研究。

（地震波165秒到達中國監測儀，但重力信號是即時的）

研究人員通過重力儀和地震儀記錄的重力加速度和地面加速度之間的差異，找到了在地震發生後三分鐘內，精確將類似日本大地震這樣的地震定位在9級或以上級別的方法，速度提高了幾十倍，可以為評估地震影響，組織救災資源贏得寶貴的時間，或帶來預警地震的革命性轉折。當然，地震中重力信號的研究才剛開始，要使重力信號成為可靠的預警工具，科學家們還有很多工作要做。

論文：http://science.sciencemag.org/content/358/6367/1164

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