科学家们首次利用卫星数据研究强烈地震对地球表面的影响。在最近一期的《Science》杂志上,美国俄亥俄州立大学的科学家们利用NASA的两颗重力测量及气候监控(GRACE)卫星的数据研究了2004年12月发生的印尼苏门答腊-安达曼地震对地球引力的影响。这项研究可能对理解地震的产生原因有帮助。
苏门答腊-安达曼地震发生在印度洋,强度为9.1级。它引起的海啸造成大约二十三万人死亡,超过一百万的人口不得不撤离。此次地震震中位置在北苏门答腊岛的西海岸。两块大陆板块在海底沿着一条地质断层滑动。印度板块在750英里的长度上滑到缅甸板块下,这个过程称为潜没。地震使这个区域数千平方英里范围内的海底抬高了几米。
俄亥俄州立大学地球科学学院的Shin-Chan Han说:“地震改变了这个地区的引力,我们可以通过两种方法来观测它。”首先,地震诱使海底显著上升,改变了这个地区的几何形状和以前全球定位卫星(GPS)的观测结果。GRACE的设备可以观测到这些改变。另外,在大陆板块滑动之后,海底的岩石密度改变了,岩石密度的增加或减少都可以造成引力的可观测效应。
GRACE卫星于2002年升空之后就一直在收集地球的引力信息。两颗完全相同的卫星在距地面300到500千米的轨道上运行,它们之间相距220千米。GRACE可以观测到地壳中的密度变化,或者利用GPS系统观测地球表面变化,以及通过信号变化观察地球上某一点的引力变化。
Shin-Chan Han和俄亥俄州立大学地球科学学院教授C. K. Shum和Michael Bevis合作,分析了覆盖印度洋区域的几年的数据,并且过滤了季节性影响。例如,湄公河会影响这个区域的引力测量,在分析地震引起的改变时必须先排除掉湄公河每年造成的板块滑动。
研究人员们随后把数据代入最新的地震计算机模型,发现断层线一边的引力增加了,而另一边减小了。Shin-Chan Han说:“利用这个地震模型,我们可以解释GRACE的观测结果。而且观测结果还可以检验模型的模拟质量,改进我们对固体土壤动力学的认识。”
只有进行大量的数据分析之后才能对这些地震进行探测。但是距实时探测还非常遥远,甚至是否能实时探测还很难说。目前,GRACE的分析技术还只能用于大型地震,即超过9级的地震,这是非常罕见的。探测经常发生的强度在7到8.9级之间的强烈地震的模型正在研究中。NASA正在计划的GRACE 2计划将增强GRACE的探测能力,使研究强烈地震成为可能。
谭华海译自:physorg.com网站 2006年8月3日