一場持續了50天的 「幽靈地震」

2016年的夏天，在土耳其的內海馬爾馬拉海東部，發生了一場5.8級的大地震。這不足為奇，畢竟該地區在過去曾多次發生強烈的地震。問題是，這場地震持續了50天，而且沒有一個人察覺到它。

根據地震學家的說法，這場地震其實屬於一種非常奇特的地震類型，被稱為「慢地震」。典型的地震通常是斷層突然發生滑動產生的，而慢地震發生時，所涉及到的斷層會緩慢且溫和地發生滑動，而且不會產生具有破壞性的地震波，這意味著它們不會產生明顯的震感。可以說，慢地震是一種「幽靈地震」。

那麼，慢地震究竟是怎麼形成的？研究它們對防震減災有何種幫助呢？下面，我們就來談一下。

緩慢地發生滑動

在過去，地震學家的共識是，斷層可能主要以兩種方式發生滑動。一種方式是，斷層兩側以「粘結-滑動」的形式發生滑動。斷層兩側的岩石若要滑動必須克服強大的摩擦力，因此在通常情況下，兩盤岩石好像互相粘在一起，誰也動彈不了，粘結在一起的時間有時最長可達數十萬年。直到作用到斷層上的外力積累到等於或大於摩擦力時，兩側才會發生突然滑動，彼此錯開，能量釋放出來。這就是所有典型地震產生的方式。外力減弱後，兩側的岩石受到摩擦力的阻礙，會再次粘結不動，直到外力再積累到一定程度時，才可能發生下一次的滑動，並引發下一次的地震。

另一種方式是，斷層兩側以很慢的速度發生滑動，其速度不會快於人指甲生長的速度。通常來說，這種滑動並不會產生地震。

然而，在21世紀初期，地震學家在太平洋西北部的卡斯卡迪亞俯衝帶中第一次發現了慢地震。慢地震的發現，使地震學家意識到，斷層還有第三種滑動方式。這種滑動方式釋放出的能量與典型的大型地震突然釋放的能量相當，但斷層滑動的過程所需的時間十分長，以至於能量不會轉化為具有破壞性的地震波，也無法產生任何明顯的地表震動。如果典型的地震可以類比成火藥的爆炸的話，那麼慢地震更像是蠟燭慢慢燃燒。

土耳其那場5.8級慢地震總共花了50天，這聽起來很長，但地震學家檢測過許多經歷時間更長的慢地震。目前為止觀測到的經歷時間最長的慢地震發生在美國的阿拉斯加，地震等級為7.8級，它至少花了9年時間才結束。

尋獵「幽靈地震」

慢地震不產生較強的地震波，不產生任何明顯的地表震動，所以，除非你仔細尋找，否則很容易錯過許多慢地震事件。

地震學家是基於全球定位系統（GPS）中記錄地球表面形狀的變化的數據，才首次發現了慢地震現象。而對於土耳其那場慢地震，地震學家是利用馬爾馬拉附近的鑽孔檢測到的。這些鑽孔安裝了很多應變計，這種設備可以檢測到周圍岩石緩慢的形變。

而在慢地震發生時，沿著斷層有時會產生非常小的震動，地震學家可以監測這種震動，來實時地跟蹤慢地震的動態。一個類比就是，當有人走在樓上的木製地板時，我們看不見這個人，但我們可以通過人在木材產生的腳步聲來跟蹤這個人的運動情況。

隨著研究的繼續，地震學家發現，慢地震是一個非常普遍的現象，大部分的慢地震不會引發自然災害。它們通常產生在世界各地的俯衝帶附近，許多地方還會出現重複性的慢地震。

例如，在太平洋西北地區，平均每15個月就會發生一次6.0級的慢地震，每次持續時間兩到三周。在日本南部琉球俯衝帶，也有類似震級的周期性慢地震發生，間隔5至9個月。

在紐西蘭，有兩個地方經常出現慢地震。一個位於首都惠靈頓的下方，地震等級通常為7.0級，但是因為它們每隔12到18個月的時間才會發生一次，並且它們發生在相當深的地下，所以這個城市的居民是根本無法察覺到這些慢地震的。另一個地方位於紐西蘭北島的東北角。慢地震發生的地方位於地面以下較淺的地方，每18個月到兩年發生一次慢地震，其地震等級與惠靈頓的類似。

這些重複性的慢地震，為地震學家提供了一個難得的機會，可以在恰當的時間安裝儀器來檢測它們。

是誰減緩了斷層滑動

地震學家已經逐漸掌握了檢測慢地震的方法，但有一個更重要的問題仍有待解決，那就是為何慢地震發生時斷層滑動所需的時間延長了。

一種可能是，斷層中某些材料本身就十分潤滑。另一種可能是，產生慢地震的斷層，周圍充滿了高壓的水等液體，這些液體起到了潤滑作用，使得地震持續的時間大為增長。在實驗室進行的模擬實驗似乎支持了後面這一觀點，但目前尚不清楚現實世界中，其真實情況是否與實驗室中的一致。

不過，實地考察可能有助於解決這個問題。地震學家已經在馬爾馬拉海周圍安裝了更多的應變計，而在紐西蘭希古朗基俯衝帶的部分地區，地震學家也埋下了很多檢測設備，以揭示慢地震的斷層特徵。此外，來自國際大洋發現計劃（IODP）的研究人員還計劃在可發生慢地震的俯衝帶鑽個洞，一直鑽到斷層那裡，這樣就可以直接對斷層那裡的物質進行採樣。同時，通過向該區域發送人造地震波，來對那裡的斷層結構進行繪製。

預測地震的突破口

對慢地震的研究，還可以幫助我們更好地了解那些典型的具有破壞性的地震。

許多觀測記錄表明，典型的大地震可以引發慢地震。例如，在2016年，紐西蘭凱庫拉發生了一場7.8地震之後，整個地區都發現了慢地震。那麼反過來，慢地震可以引發普通的大地震嗎？地震學家認為有這種可能，但目前還無法給出確切的答案。例如在2011年，日本東北部的近海發生了一場9級大地震，但在大地震發生前不久，那裡就產生了一場慢地震，雖然地震學家還無法判斷這場慢地震是否與隨後的大地震存在聯繫。

如果最終證實在大型地震發前，通常會有慢地震發生的話，那麼檢測慢地震將成為預測大地震的突破口。不過，就目前而言，地震學家還不知道如何區分可能引發大地震的慢地震和無害的慢地震。

小 貼 士：斷層

地殼受力發生斷裂時，兩側岩石沿破裂面發生顯著相對位移所形成的構造。斷層的規模有大有小，大的斷層可長達數千千米，向下可切穿整個地殼。

俯衝帶

大洋板塊向大陸板塊下面俯衝形成的構造帶。根據板塊構造學，大洋板塊向某一方向移動，遇到大陸板塊彼此相撞時，大洋板塊的密度較大，並處於較低部位，它便會插到大陸板塊之下。

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