河北
2011年，日本因一场毁灭性的9.0级地震而陷入震荡。但在地震、其重大余震及引发的海啸所造成的混乱中，没有人注意到一件奇怪的事。地震发生约16分钟后，但在余震来袭之前，日本全国的GPS站都记录到了一次向东的偏移——范围覆盖整个国家——而这与任何特定的地震或余震都没有关联。
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由芝加哥大学地球物理学家Sunyoung Park领导的对那次地震数据的新分析，指向了一个惊人的答案：地震波向下传至地核，然后又向上传回，使构造板块发生了更远的位移。这使得整个日本列岛永久性地向东移动了多达6毫米。
地震学家知道，地震产生的大型地震波可以穿过地球，甚至在地核处产生回响。但这是首次确认该现象导致地表附近的构造板块滑动。“这令人震惊，因为就地震事件而言，无论是其波及长度还是面积都是前所未有的，而且这是一种此前未被认识到的地震灾害成因，”Park说。
该研究于6月18日发表在《科学》杂志上。
传至地核再返回
2011年的那次地震，震中位于日本东北地区近海，是有记录以来最强的地震之一；地震与海啸叠加共造成2万人死亡。
这次地震也是记录最详尽的地震之一。由于日本有着悠久的地震历史，全国各地有数千个监测站。科学家们立刻开始仔细翻查数据，试图了解发生了什么，并发表了数百篇论文。
但多年后，数据中一个奇怪的波动仍然让Park想不通，他是芝加哥大学地球物理科学系的助理教授。
主震之后、大余震到来之前，GPS监测站记录到了一次突然的向东位移。这次位移与地表记录到的任何余震都对不上。但奇怪的是，日本各地的监测站却在同一时间记录到了这一现象。
“通常情况下，我们看到这样的偏移，都是因为确实发生了地震。但这一次，当时并没有已知的余震，所以我们都特别想知道是怎么回事，”Park说。
与加州理工学院的Hiroo Kanamori和斯特拉斯堡大学的Luis Rivera合作，Park开始逐一排除各种可能的原因。海底滑坡对不上数据——范围太小了。某个断层缓慢滑动这个解释也有同样的问题。
研究团队反而认为，这是由于地震产生的一股能量波从震源向下穿过地球内部传播，撞击到地球外核——一种液态金属合金——然后又震荡回传到地壳所致。在那里，它再次引发了日本周边两个主要板块边界的滑动。
这一上一下的传播过程，往返约3600英里（5800公里），耗时约15分钟。
有记录以来波及范围最广的地震事件
尽管我们在理解和预测飓风或龙卷风方面不断进步，但地震研究仍然困难重重。地震发生并不频繁——尤其是大地震——而且波及范围往往非常大。当然，大部分地震活动发生在地下深处，更麻烦的是，有些发生在海洋底部，那里几乎无法进行测量。
包括帕克在内的科学家们正在探索创新的方法来研究地震学。但这一最新发现让我们对大地震和板块运动的理解变得更加复杂。
这一新发现的事件发生在大约1800英里（3000公里）的区域内，是有记录以来波及范围最广的地震事件。它释放的能量大约相当于一次7.5级地震所释放的能量。
这也是有记录以来第一次涉及多个主要构造板块边界的地震；它同时发生在太平洋板块与鄂霍次克板块的交界处以及菲律宾海板块与欧亚板块的交界处。
作者表示，这次地震之所以没有被立即发现，是因为地震传感器是用来捕捉那些伴随更常见的地表地震出现的较短、高频信号的。“而且9.0级地震之后还有一大堆噪声，”帕克说。
但通过比较全国各地的GPS和地震数据，研究人员才把这一信号分辨出来。
帕克认为，很可能是最初地震的强烈震动削弱了板块边界，从而使随后到达的来自地核的波更容易重新激活主震周围区域，并引发更远处板块边界的新运动。
“这表明，大地震即使在主震动结束后，也能影响到断层，”帕克说。
总体而言，科学家们表示，很明显，我们对大地震和构造板块行为还有很多东西需要了解。“这给我们带来了一个全新的地震灾害视角，这是我们之前完全不知道的，”Park说。
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