科學家認為印尼仍處在地震危險中；最新的研究成果更真實地揭示出那場特大地震的基本特征
去年圣誕節后的第二天，驚世地震海嘯席卷南亞。正所謂禍不單行，僅僅過了三個月，一場強烈地震再次襲擊印尼。復活節后的第二天，當地時間2005年3月28日深夜，印尼蘇門答臘島附近海域又發生8.7級強震。
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果不是這場新的特大地震接踵而至，世界其他地方的人們或許已經漸漸淡忘了南亞地震海嘯。但對各國科學家來說，研究工作才剛剛開始。
利用高頻信號
“12·26”地震海嘯以后，很多科學家扼腕嘆息：如果能夠早些建立印度洋海嘯預警系統，災難帶來的損失可能會小得多。
毫無疑問，如果有完善的海嘯預警系統，將會挽救成千上萬人的生命。不過，即使南亞各國有著防患于未然的明智，早已建立起海嘯預警系統，恐怕也難以在“12·26”地震那天完全發揮作用，準確地預測出海嘯肆虐的范圍和程度。
多數的海嘯是由海底地震引起的，準確預測海嘯離不開三個基本的地震參數：震級、破裂長度和持續時間。然而，由于時間上的原因，科學家們當初未能十分準確地認清那場特大地震的真實面目。
“12·26”地震發生的當天，有科學家對地震波進行分析的結果表明，地震的破裂長度約為400公里。但不少科學家對這一結果表示懷疑。
中國科技大學地球與空間學院的倪四道教授是懷疑者之一。3月31日，他與美國加州理工學院的兩位同行在英國《自然》雜志發表論文稱，“12·26”地震的持續時間超過500秒，破裂長度超過1200公里。
據倪四道介紹，計算地震破裂長度的傳統方法是利用較低頻率(小于0.5赫茲)的地震P波信號來反演地震的過程，這也是科學家們計算“12·26”地震時采用的方法。不過，對9級以上的特大地震，較低頻率的P波信號會被其他信號所掩蓋，傳統方法就不奏效了，他們轉而采用地震的高頻P波信號(大于2赫茲)，最終得到了正確的結果。
《自然》雜志的審稿人認為，“這篇文章的研究內容極為重要，提出的算法干凈利落，能夠確定蘇門答臘地震破裂結束的位置。成果的快速發表將大大促進其他科學家理解地震發生的過程，避免因采用不當的初步的地震參數而帶來的無效努力。”
在同一期《自然》雜志上，美國西北大學的塞思·斯坦(SethStein)教授等人也發表了一篇關于“12·26”地震的論文。文中提出，那場地震的震級并非人們先前認為的里氏9.0級，而是里氏9.3級。震級表示由震源所釋放出來的能量的大小，震級之間的關系是對數關系，9.3級與9.0級之間的能量差別是2.5倍。也就是說，“12·26”地震是有記錄以來的第二大地震，僅次于1960年的9.5級智利地震，而且它超過500秒的持續時間甚至比后者的340秒長了許多。
同樣地，斯坦等人與倪四道等人不謀而合，也得出了“12·26”地震破裂長度超過1200公里的結果。他們由此宣稱，關于“12·26”地震破裂長度的爭論可以結束了。
一般說來，某個斷層一旦破裂，其能量基本上得到釋放，在近期再次發生地震悲劇的幾率非常小。既然“12·26”地震的破裂長度超過1200公里，而不是先前認為的400公里，這就意味著從印尼蘇門答臘島北部附近海域直到緬甸南部超過1200公里的斷層近期不會再引發令人聞之色變的地震和海嘯。倪四道說：“至少在幾十年之內，(蘇門答臘島)北邊的老百姓可以安心了。”
“預測”連串地震
北邊沒有危險了，并不等于南邊也沒有危險。
“3·28”地震發生在巽他海溝(Sunda Trench)斷層，印尼蘇門答臘島以南的尼亞斯島一帶。聽到這個消息的時候，英國阿爾斯特大學約翰·麥克洛斯基(John McCloskey)教授的心情應該比較復雜。
早在3月17日，麥克洛斯基就和同事在《自然》發表論文稱，印尼蘇門答臘島區域的另外兩個斷層處在地震危險之中。其中一個是巽他海溝，緊接“12·26”地震的斷層，自蘇門答臘島北部海域往南延伸約50公里；另一個是蘇門答臘斷層(Sumatra Fault)，位于蘇門答臘島的“心臟”，綿延約300公里，止于亞齊省首府班達亞齊市的下部。
麥克洛斯基等人的研究表明，“12·26”地震造成以上兩個斷層的造成地質應力增大，巽他海溝的應力增加到5巴(1巴約等于1個大氣壓)，蘇門答臘斷層的應力增加到了9巴。也就是說，這兩個斷層發生地震的危險增加了。
“地震喜歡在同一區域和同一時間段里面扎堆”，麥克洛斯基說，“例如，1999年在土耳其伊茲米特發生的7.4級地震，很可能是約50公里區域內近2巴的應力增加所引發的。而伊茲米特地震反過來又在僅僅三個月之后引發了迪茲杰的7.1級地震”。又如，加州理工學院的克里·希(KerrySieh)教授也舉例說，20世紀的10次大地震有7次發生在1950年至1965年之間，其中有5次發生在北太平洋邊緣。
麥克洛斯基等人的論文發表了還不到兩個星期，巽他海溝果然發生了強烈地震。麥克洛斯基沒有去預測地震發生的時間，但他準確地預測到了地震發生的地點。
目前，地震學家們已經可以利用模型去推測某個地區可能發生地震，但預測地震發生的時間仍然是一個幾乎不可能完成的任務。倪四道說：“我對這個區域發生地震并不感到奇怪，奇怪的是僅僅過了3個月地震就來了。”
既然巽他海溝地震的預言已經得到應驗，麥克洛斯基等人提到的另一個斷層———蘇門答臘斷層———是不是也會發生地震呢？巽他海溝發生的地震是不是又加大了這種危險性呢？麥克洛斯基說，“12·26”地震影響到蘇門答臘斷層長約300公里的地帶，而“3·28”地震將影響范圍擴大到了約600公里。歷史上，蘇門答臘斷層曾經引發過7級至7.5級的地震。
“盡管這樣的震級比去年12月的9.3級地震或最近的8.7級地震小得多，但陸地上發生七點幾級地震已經足以給建筑物和居民帶來毀滅性的破壞。”麥克洛斯基說。當然，有一點是不用擔心的：蘇門答臘斷層不是位于海底，自然也就沒有引發海嘯的可能性。
不過，麥克洛斯基在接受媒體采訪時出言謹慎，避免使用“預測”這個詞匯。他說：“我們并不是說另一場地震一定會發生，我們不是在預測地震。有位記者稱其為熱點地區，我覺得這樣的形容比較貼切。這是一個地震危險性增加了的熱點地區。”
這僅僅是開頭
印尼亞齊省首府班達亞齊是南亞地震海嘯中受災最慘重的城市。印尼政府和國際援助機構正投入巨資進行重建工作。不幸的是，班達亞齊剛好靠近蘇門答臘斷層的北端。
因此，麥克洛斯基說，在重建班達亞齊的時候，印尼政府最好多聽取工程師們關于建筑物設計與抗震的意見。“3·28”地震中，尼亞斯島上一些傳統建筑保存完好，一些兩層的現代混凝土建筑損壞卻最為嚴重，顯然這些建筑物沒有遵循相應的建筑規范。保證建筑物的質量是非常重要的，在美國加州，7.7級的地震帶來的人員傷亡已經比較小了。
此外，麥克洛斯基強調，最近這次地震沒有引發大的海嘯，并不等于這個人口稠密的區域不再需要海嘯預警系統。他在論文中的確提到過蘇門答臘斷層不會在班達亞齊引發海嘯，但是，從蘇門答臘島到爪哇島附近的海底，還有許多大大小小的斷層，仍然存在爆發地震海嘯的可能。
倪四道等人的工作，恰恰可以為海嘯預警系統提供幫助。據倪四道介紹，“12·26”地震發生半小時后波及到印度尼西亞的島嶼，一個多小時和數小時后分別到達斯里蘭卡、泰國等地。而他們找到的算法可以在地震發生后的25分鐘內確定地震的破裂長度和持續時間等基本參數，為通用海嘯模擬程序提供關鍵的數據，從而提供早期海嘯預警，避免大量的人員傷亡和財產損失。
當然，麥克洛斯基也好，倪四道也好，他們的研究都只是開了一個頭，搶了一個先。這次震驚世界的巨大地震已經成為國際地震學界的一個研究熱點。接下來的日子，還會有更多的研究成果發表，南亞地震海嘯的面目會更真實、更準確地呈現出來。
特大地震引起的海嘯：預警流程
1.檢測與地震開始相對應P波信號；
2.當我們確認與地震結束對應的P波到達后，分析P波長度與方位角的關系；
3.確定破裂長度，確定破裂持續時間，并給出大概的震級(半分鐘內完成)；
4.將來把這三個數據送給海嘯模擬程序，給出海嘯的早期預警(1-2分鐘)。（李虎軍/文 倪四道 供圖）
責任編輯 原霞
