研究人员发现了太平洋下的一个隐藏特征，这有助于解释为什么日本2011年的灾难性地震和海啸会如此具破坏性。这一发现还提供了新线索，可以改善对未来大地震和海啸的预测。一项新研究发现，位于日本海沟下方的薄层富含软粘土的沉积物在灾难中发挥了关键作用。这个非凡的弱层位于海底之下，允许断层在2011年“巨型推压”地震期间一直断裂到海沟。因此，海底移动了130到200英尺，帮助产生了巨大的海啸。北亚利桑那大学地球与可持续发展学院的副教授、该研究的合著者克里斯汀·雷加拉说：“这相当于从洛杉矶到旧金山之间的整个区域在短短六分钟内移动130到200英尺。我们从未见过这样的情况。在我们观察地震的时间里，我们认为这种情况不会发生。”由雷加拉和来自全球十多位科学家领导的研究成果发表在《科学》期刊上。日本海沟下的隐秘粘土层大多数大地震发生在地球表面下更深处。雷加拉解释说，当构造板块移动时，产生地震的破裂通常发生在地下很深处。例如，导致2001年太平洋西北地区6.8级尼斯夸利地震的破裂发生在海底下约32英里。而2011年日本地震则非常不同。破裂仅到达海底下约15英里，允许断层在更靠近海底的地方断裂。结果产生了9.1级的地震，触发了现代日本历史上最致命的自然灾害之一，造成近20000人遇难，损失超过2000亿美元。为了理解这一现象，研究人员乘坐研究船“池久”前往西太平洋。他们对海底进行了约26000英尺的钻探，回收了沉积物样本并对材料进行了分析。吉尼斯世界纪录将此次探险认定为历史上完成的最深科学海洋钻探项目。样本揭示了一层100英尺厚的远洋粘土，形成于数百万年间的极软、滑腻沉积物，微小颗粒缓慢沉降到海泡。夹在更强大的岩石层之间，粘土像一条天然的“撕裂线”，在狭窄的路径上集中断裂。康奈尔大学地球与大气科学系副教授、研究合著者帕特里克·富尔顿说：“在日本海沟，地质层次基本上预先决定了断层形成的地方。它成为一个极度集中的非常薄弱表面，使得破裂更容易传播到海底。”为什么这一发现重要由于这层远洋粘土沿日本海沟延伸数百英里，研究人员相信该地区可能比以前认为的更容易遭受浅层滑动地震。雷加拉表示，了解这些弱层的存在位置可以提高科学家识别出可能产生最大地震和海啸的地区的能力。“日本的地震和海啸不仅影响当地居民，还影响港口人员和生活在海对岸的人，”雷加拉说。“想想夏威夷：他们最具毁灭性的海啸来自日本和阿拉斯加。这些确实是全球事件。”改善地震和海啸的预测研究人员希望这些发现能帮助科学家更好地理解强烈地震和海啸最可能发生的地点。这一知识可以帮助政策制定者加强建筑规范，改善抗震基础设施，更新疏散计划，以及更好地为未来的灾难做好准备。“日本是全球在地震和海啸准备方面的领先者之一，但即使他们也没有准备好2011年发生的事件，”雷加拉说。“我们都需要更好地理解这些事件在未来可能发生的地点。只有这样，我们才能制定紧急计划，确保每个人的安全。”