日本“地球号”钻探船

日本“地球号”钻探船工作示意图

    英国广播公司(BBC)报道，在日本附近的一个地震发生区，科学家正在上演一项雄心勃勃的计划，向震区下方进行钻探。眼下，这项名为“南海海槽地震区试验” (NanTroSEIZE)的计划已经完成第一步。按照计划，科学家在海底上钻出一些1.4公里深的洞，进而创建有关震区内部压力的3D图像。

    在过去的100年，日本南海海槽震区发生了破坏力极大的地震和海啸。科学家的最终目的是将相关设备置于海底以下6公里处，这些设备可能充当早期的预警系统。在欧洲地球科学联合会举行的年度会议上，科学家公布了南海海槽地震区试验第一步的发现。

    震区试验项目副首席科学家哈罗德·托宾说：“在2004年大海啸之后，我们对这一计划产生浓厚兴趣的原因似乎变得有些明显了。对于地球上规模最大的地震发生在潜没区这个事实，苏门答腊岛地震无疑是一个绝好的例子。在潜没区，一个构造板块块受力下降到另一板块之下。”

    这位密歇根州大学研究员在接受记者采访时说：“事实上，所有的大地震——8级、9级或者更大的地震——都是在海洋发生的，因此，我们必须潜入海洋，研究板块之间的边界、实际存在的断层，它们都是大地震的制造者。”他指出，南海海槽地震区位于日本东南海岸，是1944年Tonankai地震和1946年Nankaido地震(震级均超过8级)的震源，在结构上与2004年大海啸震源巽他海沟类似。

    自2007年9月以来的5个月时间里，科学家利用日本新建造的探测船“地球”号(Chikyu)，在南海海槽地震区钻出8个深度不同的洞。钻头穿过所谓的“megasplay区”，这一地区位于实际潜没路线之上，存在大量断层。在“地球”号上进行的针对钻孔中取出的钻心的三维扫描显示，随着菲律宾构造板块向日本所处的欧亚板块下面俯冲，岩层的一些压力出现了下移。来自日本海洋-地球科学技术机构的副首席科学家Masataka Kinoshita说：“我们利用医用CT(计算机X线断层摄影术)扫描仪扫描钻心样本而不是人体。扫描提供了3D密度图像，就像可以在人体3D图像中看到大脑、骨骼或者其它部位一样。”海洋-地球科学技术机构代表国际综合大洋钻探计划(IODP)进行科学研究。

    与研究人员预料的一样，绝大多数压力线位于板块移动的方向。其中一个钻心扫描结果显示，强压力线角度高达90度。对这些压力线绘图能够显示潜没区的哪部分被“锁定”——下降的板块阻碍上面的板块，并与其“粘”在一起——哪部分比较松动，可以自由移动。基于这张图，科学家可以设定有关海啸可能破坏程度的参数。据信，海啸很有可能在这一地区发生，也就是说，由于承受的压力过大，受阻的上板块猛烈朝上断裂，向上方的海洋释放积累的能量。除了megasplay区外，第一批钻洞也同样穿过“增生楔”，在这一地区，泥浆、水和松动的岩石等物质被下降的菲律宾板块带到下方。一些钻心扫描结果提供了有关海下塌方的证据。

    对于科学家希望研究的地区，南海海槽地震区试验的第一步只是触摸了一下表面而已。托宾博士说：“2008年晚些时候，我们将进行一些更浅的钻洞。2010年或者2012年，我们将钻两个深大约6公里的洞。我们能够获得穿过断层区的钻心，同时将相关设备置于这些钻洞中。”

    日本政府计划在南海海槽地震区铺设一条海下电缆。这条电缆可帮助位于潜没区内部的测震仪、测斜仪以及其它设备获得的数据传回大陆，以便科学家进行实时分析。震区试验的最低目标是帮助科学家对重要地震区活动的了解达到空前程度，最终目标则是成为预测地震和海啸的一个工具。日本政府认为，南海海槽地震区在未来30年发生大地震的可能性在50%以上。最终，这些发现或者说相关技术将用于其它类似地区，其中就包括引发2004年大海啸的巽他海沟在内。