地震前兆:地震之前的重力變化?

最近研究人員首次發現並檢測到在地震前地球引力場有短暫的變化。他們亦指出,開發感應器來檢測這種瞬間短暫的重力變化信號,有助開發新的海嘯和其他地震危害的預警系統。

巴黎地球物理研究所 Jean-Paul Montagner 和他的團隊,分析了2011年日本東北地震期間記錄的地球重力和地震數據。在其中,他們發現了到超出背景地震雜訊的信號,信號在地震波到達前幾秒發出,與其振幅與理論模型預測一致。

理論上,地震會引起地球質量的再重整,對地球的引力場產生可觀察的變化。靜態重力變化,在以前已經可以由超導重力儀和衛星重力梯度儀,在地殼破裂結束後長時間後觀察到,而這些變化與理論預測的一致。除了靜態信號,在地震波到來之前,出現在破裂期間瞬間的重力變化,和所產生的即時重力的信號通常非常小,而會因被背景地震雜訊所覆蓋影響而被重力傳感器所忽略。因此,為了增加檢測的機會,有必要考慮在背景地震雜訊低的環境中記錄非常大的地震。

在報告中,研究人員分析了在2011年日本9.0級東北大地震期間,在神岡觀測站的超導重力儀記錄數據和來自日本網絡F-net五個附近寬帶地震儀的破裂期間的即時重力信號。通過統計分析,發現在數據中存在即時重力信號的重要證據。這一項發現,與前述理論預測的信號幅度一致,亦有助開發新一代傳感器測量地震震動的重力前兆,並提供關於地震地殼破裂開始的新見解。

Nature Commun. 7, 13349 (2016) | http://dx.doi.org/10.1038/ncomms13349

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