颶風可能有助於緩解斷層的壓力,從而形成地震。圖片來源:Jeff Schmaltz
科學家在4月19日於猶他州鹽湖城召開的美國地震學會年會上報告說,在一場5.8級的地震襲擊維吉尼亞州5天後,沿著美國東海岸北上的艾琳颶風——這是一次強大的風暴——可能引發了這場地震的一些餘震。
主持該項研究的亞特蘭大市喬治亞理工學院地震學家彭志剛指出,餘震的頻率通常會隨著時間的推移而減少。然而與正常情況下的削減不同的是,2012年8月23日發生在維吉尼亞州Mineral附近的地震,在艾琳颶風經過後,其餘震的頻率卻急劇升高。
彭志剛表示,科學家最初並沒有意識到這個不同尋常的現象,因為這些餘震都很小(許多尚不到2級),並且艾琳颶風自身也產生了大量的地震噪音。彭志剛說:「你必須使用模式識別技術來探測這些被噪音掩蓋的小型餘震。」
他的研究小組利用這種方法分析了主震後數日的地震記錄,發現了約700場餘震——這大約是之前利用敏感性較差的探測技術報告的餘震數量的10倍。
彭志剛與喬治亞理工學院的研究生孟曉峰(音譯)隨後將餘震發生的時間與地震區域的大氣壓力讀數進行了比較,此舉旨在測試他們的假設,即風暴在東海岸行進所造成的大氣壓力的減少可能削減了作用在斷層上並足以使其產生滑動的應力。孟曉峰表示,這種效應對於逆衝斷層——例如與維吉尼亞州地震有關的一個斷層——而言特別強烈。在這種類型的斷層中,隨著兩塊地殼被推到一起,一塊地殼會滑到另一塊地殼的上面。
然而研究小組在大氣壓力最低時並沒有發現地震頻率最大的增幅。相反,最大峰值出現在颶風離開後的幾個小時以內。彭志剛認為,這可能是一個信號,表明大氣壓力的下降並非風暴引發餘震的真正機制。但他相信,在風暴通過期間,餘震的頻率必然存在一個變化。
這項新研究並非分析颶風與地震活動之間潛在聯繫的首個工作。佛羅裡達州邁阿密大學的地震學家Shimon Wdowinski表示,他曾發現在襲擊中國臺灣的極其潮溼的熱帶氣旋與3年後發生的大地震之間存在著非常強烈的相關性。Wdowinski認為,這樣一場風暴餘波中的滑坡殘骸的侵蝕引發了斷層載荷的一次改變,並最終形成了一場地震。
這些研究工作尚未發表。但2009年發表在《自然》雜誌上的另一項由美國和中國臺灣研究人員進行的研究,已經找到了慢地震——在幾個小時甚至幾天中發生的地震——與中國臺灣熱帶氣旋之間的一種類似聯繫。
儘管如此,任職於黑堡維吉尼亞理工學院和州立大學的地震學家Martin Chapman認為,現在就說天氣是導致2012年維吉尼亞地震餘震的原因為時尚早。他說,其他因素,例如來自月球的潮汐力可能也起到了一定作用,並且,事實上,彭志剛的數據展現了一種循環模式可能與潮汐模式相關的某些信號。Chapman認為,下一步是將這些因素與彭志剛團隊發現的餘震模式進行比較,從而搞清它們究竟扮演了一個什麼樣的角色。
彭志剛對此表示贊同。「基本上,這是一個單一個案的研究,」他說,「希望我們對其他事件也能夠進行這樣的研究。」