地震预警之所以困难，很大原因是我们对它的了解还不够，而只有对其发生规律有足够的认识，人类才能有效应对这一自然灾害。
进入21世纪的10多年，地球上发生了20多次震级超过8级的大地震，其中绝大部分发生在环太平洋和环印度洋的俯冲带附近。有些俯冲带大地震导致海沟附近的海底发生超过10米甚至几十米的移动，从而引发大海啸，造成巨大的人员伤亡和财产损失。
地球上发生的大地震大部分都是俯冲带逆冲大地震，它们的破裂规律是否真“有迹可循”？
近日，中国科大地球和空间科学学院“地震与地球内部物理实验室”的姚华建教授及其美国的合作者，采用了一种先进的“压缩感知”的算法，系统地研究了21世纪发生的4个震级最大（均超过8.5级）的俯冲带逆冲大地震。
经分析，研究者惊喜地发现，这些大地震破裂过程中释放的不同频率的能量，随深度存在明显变化的关系，即低频能量的释放主要位于俯冲板块的较浅部，但高频能量的释放主要来源于俯冲板块的较深部。
这一发现意义何在？姚华建说，研究俯冲带大地震破裂过程中不同频率能量释放的位置对于我们了解地震破裂所引起的断层移动量大小的空间分布较为重要。比如，一些大海啸地震，通常是由于俯冲板块的浅部发生了大范围的破裂和移动，同时对应着大量的低频能量的释放。因而，研究对于认识海啸地震的发生和预警有着积极的作用。
该研究还系统分析了这些大地震能量辐射与地震破裂所引发的断层滑移量及早期余震空间分布的关系。姚华建说，之前虽然有研究对比过大地震能量释放与断层滑移量之间的关系，但传统的方法并不能很好地确定较低频能量的空间分布，而且也没有系统比较主震之后早期余震与地震破裂时不同频率能量释放及断层移动量之间的空间分布关系。但这三者之间的关系，影响人们对地震破裂规律的准确认识，因而该项研究具有首创性。
研究发现，深度不等的俯冲板块，会释放不同频率的能量，所在区域发生地震的概率也不同。进一步分析则得出，大地震低频能量（如小于0.1赫兹）释放的俯冲板块浅部区域（约小于15公里深度）通常伴随着很大的断层移动量和较少的早期余震。浅部大的断层移动可以导致海底发生大的错动，是大地震所引发海啸的主要区域；约在15—35公里深度的俯冲板块区域，主要释放中高频率的能量（如0.1到0.4赫兹），同时伴随着较大的断层移动量，余震也主要集中在该区域；深度约在35—45公里范围的俯冲板块较深部位，是高频能量（如高于0.4赫兹）释放的主要区域，在地震破裂中移动量一般较小，一般难以产生大的地震。
姚华建说，俯冲带大地震发震的震中，一般位于俯冲板块15—35公里的深度位置，该深度范围是俯冲带大地震孕育的主要区域。大地震在震中断层区域发生初始破裂后会朝各个方向传播并释放出大量的不同频率地震波能量，有的破裂能到达浅部，从而引发海啸。
该研究成果发表在3月19日的《美国科学院院刊》上。业内专家评论，该项研究揭示了俯冲带大地震破裂的规律，有助于我们认识地震破裂的机理。而要取得有效的地震和海啸预警作用，还需要科学家进一步的研究，弄清背后的机制。 （喻思娈 杨保国）
来源：《人民日报（2013年04月12日 20 版）
