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2011年3月11日,日本東北海岸的太平洋海底突然"抖"了一下。
這一抖,不是普通的地殼運動,9.0級的地震,讓海底斷層撕開了近400公里長的口子。
半小時后,10米高的海嘯像堵灰黑色的墻,沿著仙臺海岸拍上岸。
仙臺港的漁船被掀到馬路上,跟小轎車堆在一起,宮城縣的農田變成汪洋,稻穗在濁水里打著轉,福島第一核電站的反應堆外殼,被巨浪撕開一道裂縫。
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那天,整個東日本都在水里泡著,死亡人數最后定格在1.8萬。
地震學家當時有點懵,按常規模型,這種發生在太平洋板塊俯沖到北美板塊之下的"俯沖帶地震",能量釋放不該這么"野"。
尤其是靠近地表的斷層,平時被巖層"卡"得死死的,怎么會突然滑得這么遠、這么快?
有人猜是斷層里有水,有人覺得是巖石太脆,吵了好幾年沒個準數。
直到2024年,一群科學家坐著日本"地球號"鉆探船,跑到當年地震的震中位置,往海底鉆了個7906米的深孔。
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這下,謎底終于露了頭。
"地球號"這船,看著像個海上石油平臺,肚子里裝著全世界最牛的鉆探設備。
船員開玩笑說,這不是來"挖礦"的,是來給地球"做CT"的。
為了鉆到當年地震的斷層帶,他們在日本海溝漂了三個多月。
剛開始鉆的時候,鉆頭老被卡住。
海底4000米深的地方,水壓能把鋼瓶壓扁,巖石又硬得像金剛石。
有次鉆桿斷在里面,工程隊撈了三天才撈上來。
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船長在日志里寫,"感覺在跟地球掰手腕,還老輸。"
鉆到7906米深的時候,巖芯管終于帶上來點"不一樣的東西"。
不是預想中的堅硬巖石,而是層灰綠色的黏土,摸起來滑溜溜的,像抹了層護手霜。
實驗室一測,這黏土里含大量蒙脫石,種遇水就變軟、還特能"潤滑"的礦物。
科學家對著顯微鏡看了半天,突然反應過來,這不就是斷層的"潤滑油"嗎?平時太平洋板塊往下擠,斷層兩邊的巖石被這層黏土"隔開",摩擦力一下子小了好多。
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一旦應力攢夠了,斷層就跟抹了油似的,"嗖"地一下滑開,能量"嘩"全釋放出來,這就解釋了為啥2011年的地震淺部破裂那么猛。
以前模型只算巖石硬度,沒考慮這層"潤滑層"。
就像開車沒看路面結冰,一腳剎車下去,車肯定打滑。
搞明白黏土的作用后,地震學家趕緊更新模型。
日本海溝這地方,因為太平洋洋流帶來的沉積物多,黏土層厚達幾十米,簡直是給斷層鋪了層"減速帶",不對,是"加速帶"。
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日本政府現在估計得重新劃海嘯預警區了,以前覺得離海1公里安全?現在得看看那片海底有沒有黏土。
要是黏土厚,斷層一滑,海嘯可能比預想的來得更快、更高。
仙臺市的防災部門已經在調整evacuation路線,把預警時間從30分鐘提到了45分鐘。
不光日本,全球其他俯沖帶也得注意。
智利西海岸、美國阿拉斯加、印尼蘇門答臘,這些地方的海底要是也有這種黏土,地震風險評估就得改改。
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比如智利,1960年9.5級地震的斷層滑移,說不定也跟黏土有關,只是當時沒人往這方面想。
地球這玩意兒挺"賊",它的脾氣藏在每一粒黏土、每一層巖石里,平時不聲不響,一旦發作就驚天動地。
這次鉆探,就像給地球的"病歷本"添了關鍵一頁,以后再研究地震,不光要看斷層"硬不硬",還得看有沒有"潤滑油"。
現在,"地球號"還在日本海溝轉悠,準備再鉆幾個孔。
科學家想弄明白,這層黏土是怎么形成的?會不會越積越厚?下次海底再"抖"一下的時候,人類得知道往哪躲。
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從福島核電站的廢墟到深海7906米的黏土,13年過去了。
當年被海嘯沖毀的仙臺機場,早就重建起來,跑道盡頭還立著塊牌子,"記住水墻,但別害怕大海"。
或許,這就是科學的意義,不是阻止災難,而是搞懂它,然后笑著活下去。
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