科學家們已經發現了2021年神秘的海嘯的源頭，它在全球範圍內掀起了波瀾。2021年8月，一場7.5級的地震在南桑威奇群島附近發生，由此造成了一場波及全球的海嘯。震中在地球表面以下47公里–由於太深，現有的科學技術手段無法引發海嘯–而斷裂的長度接近400公里，而這應該會引發更大的地震。
地震學家感到困惑並試圖了解那天在遙遠的南大西洋到底發生了什麼。
現在，一項新研究顯示，這次地震並不是一個單一的事件，而是五次，是一系列分佈在幾分鐘內的子地震。第三次地震是一次較淺的、速度較慢的8.2級地震，只發生在地表下15公里的地方。這個不尋常的、“隱蔽”的地震很可能是全球海嘯的觸發點。
這項研究發表在AGU雜誌《Geophysical Research Letters》上，該雜誌出版了短篇幅、高影響力的論文，其影響範圍涵蓋了地球和空間科學。
這項研究的論文第一作者、加州理工學院的地震學家Zhe Jia指出，由於南桑威奇群島的地震很複雜，有多個次級地震，所以它的地震信號很難解釋。8.2級地震被隱藏在糾結的地震波中，這些地震波在事件過程中相互干擾。隱蔽的地震信號並不清楚–直到Jia用更長的周期，即500秒來過濾這些波。只有在那時，長達200秒的地震才變得清晰，Jia稱它佔了地震期間釋放的能量的70%以上。
“第三個事件是特別的，因為它是巨大的，並且無聲，”Jia說道，“在我們通常看的（地震監測）數據中，它幾乎是看不見的。”
預測複雜地震的危害可能很困難，正如南桑威奇群島的地震所表明的那樣。美國地質調查局最初報告的是7.5級地震，因為突如其來的海嘯拍打着離其發源地長達10000公里的海岸，第二天才增加到8.2級事件。
Jia表示：“我們需要重新思考我們減輕地震-海嘯危害的方式。要做到這一點，我們需要迅速和準確地描述大地震的真正規模以及它們的物理過程。”
由於這種類型的地震可能會導致意想不到的海嘯，所以改進預測至關重要。
偷偷摸摸的地震信號
當地震發生時，它會在地球上發出振動波。全球地震監測網絡利用這些地震波來確定地震的時間、地點、深度和震級。Jia稱，常見的監測往往集中在短周期和中周期的波，而較長周期的波可能被遺漏。但即使將長周期納入監測，就其本身而言，也不足以捕捉到地震信號雜亂的複雜地震。
“很難找到第二次地震，因為它被埋在第一次地震中，”Jia說道，“像這樣的複雜地震很少被觀察到……而且如果我們不使用正確的數據集，我們就不能真正看到裡面隱藏的東西。”
Jia指出，一個簡單的地震可以很容易地被定位和描述。但一個混亂的地震需要被仔細地分解成它的組成部分，這樣才能找出較簡單的複雜地震的獨特組合。
對此，Jia及其同事開發了一種算法，以此在這些混亂的地震中分離出地震信號。通過將複雜的地震信號“分解”成更簡單的形式，使用不同周期的波（從20秒到500秒長不等），該算法可以識別不同的次地震的位置和屬性。這就好比一個擁有完美音調的人聽到同時敲擊的五個不和諧的音符，但卻能識別每個單獨的音符。
“我認為很多人對試圖處理這樣的事件感到畏懼。有人願意真正挖掘數據來弄清楚，這真的很有用，”Earth Observatory of Singapore的地質學家Judith Hubbard（未參加這項研究）說道。
無論是Jia還是Hubbard，他們都認為，長期目標應該是能像我們可以檢測簡單地震一樣自動檢測這種複雜的地震。對於2021年的地震，海嘯在到達海岸時已經很小了，並且這個偏遠的火山島的大部分永久居民是企鵝。但如果複雜的地震產生更大的海嘯或在人口稠密的地區發生則就會造成重大危害。