「氣象炸彈」打開地球內部一扇窗

8月24日，義大利中部城市佩魯賈附近凌晨發生6.4級地震。截至當地時間27日晚10時，本次地震造成的死亡人數已升至291人，義大利全國公共場所降半旗表示哀悼。地震這一自然災害具有很強的突發性和不可預測性，加之頻度較高，且常常帶來嚴重次生災害，總是給人民的生命財產和生產生活帶來很大威脅。

所幸，在這場災難發生的第二天，日本科學家宣布首次監測到一種微弱的深層地震波，而追溯其源頭後發現，竟是來自於遙遠大西洋的「氣象炸彈」（WeatherBomb），一場強烈的海洋風暴。這是人類首次利用強烈風暴監測到這種罕見的地震波，有助於未來進一步了解地球內部構造，甚至提升對地震和海洋風暴的監測能力。

「氣象炸彈」是20世紀末才出現的概念，一般是指發生在中高緯度洋面上、強烈迅速發展的鋒面爆發性氣旋。「氣象炸彈」爆發前，區域氣壓高、風力不大，不論是衛星雲圖上還是在現場觀測都不易發現，往往被航行和觀測海域的人忽視；但經過12-24小時之後，氣旋強烈爆發，風力猛增到9-11級甚至更大，範圍也擴展到方圓上千公裡，讓人猝不及防，往往造成船毀人亡的慘痛事故。

而在地震學中，有一種被稱為「微震」的微弱震顫，分為兩類，一類是縱波（P-wave）微震，在地震發生前，這種震動能被動物感知到；另一類是橫波（S-wave）微震，地震發生時，人能感覺到這種強烈的震動。縱波是壓縮體波，橫波是「漣漪」體波，相較於只能在地球表面移動的表面波動，體波會通過地球內部移動。

通過研究縱波和橫波，科學家能夠「解鎖」地球內部的信息。一場地震發生後，在地球內部穿越的縱波和橫波因為遇到不同的化學和物理結構而可能被中斷、反射，或因此改變方向。通過追蹤它們的路徑和行為，科學家能夠認識更多關於地殼和地幔的細節。只不過，遺憾的是，科學家們此前只記錄到縱波，但在地震時能感覺到的橫波卻仍然有待在微震活動中被監測到。

日本東京大學地震研究所教授西田（KiwamuNishida）和日本東北大學地震與火山噴發預測研究中心教授高木（RyotaTakagi）成了首次記錄到橫波的科學家。日本中部及南部的202個高靈敏度地震波監測臺幫他們成功地捕獲到了所有縱波和橫波。

他們卻將自己的發現歸功於2014年發生在北大西洋格陵蘭島和冰島之間海域的「氣象炸彈」：「強烈的海洋風暴發生時，氣壓會急劇下降，產生非常強烈的波浪。海浪不斷翻騰，衝擊著海床，在海底產生了微弱的縱波和橫波，就像發生了一場小型的地震。」

藉此，科學家記錄到的體波為地球內部複雜拼圖找到了一個重要的拼塊，它們很可能幫助人類更準確地監測地震和海洋風暴。「地震層析成像就像醫學上用x射線對人體內部組織結構進行逐層剖析成像，不同的是，它利用地震波在不同方向投射的波場信息，對地下介質內部精細結構進行成像。」在發表於最新一期《科學》雜誌的論文中，西田和高木這樣寫道。

但地震多集中發生在板塊交界地帶，因此限制了這項技術的使用，使得板塊內部大部分地區不能進行探測。而與地震不同的是，爆發性氣旋幾乎能在海洋上任何地方發生。「我們可能得到一系列震源地用於研究地球內部構造。」世界最大海洋研究機構斯克裡普斯海洋研究所地理海洋學家彼得·布羅米爾斯基（PeterBromirski）表示。

科學家希望，這次的新發現能發展出新的技術，讓他們觀測到從前未能成像的區域。而這，將為地震學者研究地球內部構造提供新的監測工具，也為認識氣象與地震之間的關係提供新的維度。