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驚人發現!日本海溝7公里鑽探揭開311大地震之謎

由康乃爾大學主導的國際研究團隊,近期完成一項突破性的深海鑽探計畫,成功深入日本海溝7公里處,針對2011年造成東日本大震災的斷層進行研究。這項創紀錄的科學探索,為地震機制與海嘯風險帶來關鍵性新發現。

研究團隊不僅鑽鑿多個深海鑽孔,更在海底下方近1公里處設定穿越斷層的觀測站,同時進行地球物理測井、岩心取樣等作業,並在既有觀測井中重新安裝溫度感測器。康乃爾大學地球與大氣科學系助理教授、計畫共同首席科學家派翠克·富爾頓表示,這些地質與水文調查將有助於提升對隱沒帶的科學認知,強化未來應對大地震與海嘯的能力。

「技術上最大的挑戰在於,我們不僅要在7公里深的海底作業,還要再向下鑽探1公里。能在此極端深度操作的船隻非常稀少,這簡直就像NASA的太空任務一樣困難。」富爾頓如此形容這項艱鉅任務。

這項名為「追蹤日本海溝海嘯生成滑移」(JTRACK)的國際海洋發現計畫,是繼2012年研究後的再次探索。當年團隊首度針對規模9.1的東北地方太平洋近海地震(全球有紀錄以來最強地震之一)的成因進行調查。富爾頓指出:「當時斷層最淺處滑移了50至60公尺,海底在短短一兩分鐘內向東移動了半個足球場的距離,引發了遠超預期的毀滅性海嘯。」

2012年的觀測站讓科學家首次近距離觀察斷層內部狀況,發現地震時摩擦產生的異常熱訊號,證實該斷層結構異常脆弱。同時也觀測到餘震期間,斷層與裂隙如何開啟,並有地下水湧入,進而改變整個系統的應力狀態。

「12年後重返現場,隱沒板塊仍以每年約10公分的速度移動。某些區域是否已經卡住?斷層是否開始累積足夠的應力,可能導致淺層再次發生大地震?我們希望觀察這些過程的演變。」富爾頓解釋道:「相較於12年前只能進行有限度的取樣與觀測,現在我們能對所有斷層與裂隙進行更深入的特性分析,同時研究隱沒前的板塊狀態。」

這項計畫已於去年12月告一段落,研究團隊成功建置了更深的鑽孔觀測站。富爾頓預期,未來數年將根據這些珍貴資料發表多篇研究論文。「雖然預算遠不及NASA的歐羅巴探測任務,但科學價值毫不遜色。我們的上次探勘已經為地震科學帶來重大突破,這次重返現場,又獲得了許多新發現。」