减轻海底地震灾害研究的新成果
（一）研究引发海底地震因素的新信息
1．探索引发海底地震的地质因素
⑴发现海域地质结构在引发地震中具有重要作用。[59]2016年3月2日，美国加利福尼亚斯克里普斯海洋研究所丹·巴塞特领导的研究团队，在《自然》杂志上发表论文称，他们对东日本大地震发生海域的地质结构进行了详细研究，阐明该海域和其他潜在地区存在产生地震的特征。
2011年3月11日，发生在日本东北部太平洋海域的东日本大地震，是过去十年中最广为人知的自然灾害之一，也是过去50年中第二强的地震，矩震级超过9级。虽然有描述地震发生时与断层运动有关的能量突然释放的高分辨率数据，但导致断层破裂的物理或结构特征，此前并不清楚。
此次，该研究团队使用地貌和重力数据，对地震区域的地质结构进行分析。他们重点研究俯冲带上方的地质边缘，在此处，太平洋板块俯冲到日本本州岛下面。研究团队的数据揭示，这个上冲断层中存在着一个突变边界，研究人员分析认为这是日本中央构造线在海上的延伸。中央构造线在陆地上可以被观测到，表现为不同来源和密度的岩石并列出现。
研究人员认为，这个上冲断层的地质结构在引发地震中起到重要作用。他们表示，这些研究结果，可以用于了解有着类似地质组成的世界其他地区的地震风险。
⑵发现海沟慢滑区可能是导致海啸地震的震源地。[60]2016年6月，一个国际联合研究小组在《科学》杂志上发表研究成果称，他们通过设置在海底的观测仪器，发现新西兰北岛以东的希库朗伊沉降带发生的慢滑运动，并证实慢滑区域可能会成为海啸地震的震源地。这项发现，对今后预测沉降带沿岸部位潜在地震的发生，具有重要意义。
慢滑是缓慢地震的一种，与通常地震相比，它是一种缓慢进行的地质破坏现象。慢滑区域会在地震发生时再次发生巨大崩塌，是引发海啸灾害的一个重要因素。由于沉降带较浅部位(海沟附近)发生的慢滑现象很难被观测到，因此目前学界对慢滑的认识还比较肤浅。
此次，该研究小组利用海底压力计，在希库朗伊沉降带成功观测到慢滑现象。他们于2014年5月在希库朗伊海底设置了24台海底压力仪器，并于2015年6月成功进行了回收。在去除仪器记录中的潮汐成分和海洋噪声干扰后，研究人员获取了地壳上下变动的数据，并与此前从GPS观测网得到的数据进行了对比。结果证实，此前认为随着板块沉降无法蓄积变形的沉降带浅部，是可以蓄积变形的，慢滑区域与通常地震一样，会产生地震性滑动以释放板块形变压力，成为海啸地震的震源地。
发生在海底或海边的地震会形成巨浪，即所谓的地震海啸。在引发海啸的地震发生后，通常会观测到比推断的地震里氏震级更大的海啸。在历史上，日本1896年发生的明治三陆地震就被认为是海啸地震。
这一研究成果，对于预测断层滑动对地震的影响，提高数值模拟精度，减轻地震和海啸灾害具有积极意义。
2．探索引发海底地震的时间因素
研究显示涨潮期间更有可能引发大地震。[61]2016年9月13日，日本东京大学井出哲及其同组成的一个研究小组，在《自然·地球科学》杂志网络版上发表论文认为，大地震更可能在新月或满月时发生。这一研究结果意味着，了解地震区的潮汐应力状况或许有助于评估地震可能性。
地震是地壳快速释放能量过程中造成的振动，经常会造成严重人员伤亡，以及种种次生灾害。当前的科技水平，尚无法预测地震的到来，甚至未来相当长的一段时间内，地震也是无法精准预测的。虽然，已处在破裂边缘的断层，可能会在太阳和月球的引力作用下发生滑动这一理论，十分符合直觉，但潮汐引发地震的说辞始终缺乏确凿证据。
此次，日本研究人员，不仅确定了涨潮或潮汐相位的时间点，还重建了过去20年内大地震(里氏5.5级或以上)，发生两周前潮汐应力的振幅和大小。虽然并未建立潮汐应力与小规模地震的明确联系，但他们发现，一些规模巨大的地震，比如2004年的印尼苏门答腊大地震、2010年的智利莫莱大地震和2011年的日本东北大地震，都发生在潮汐应力振幅高的时期。研究人员还发现，随着潮汐应力振幅的增加，大规模地震相较于小地震的比例也会上升。
据统计，地球上每年约发生500多万次地震，其中绝大多数太小或太远，因此人们感觉不到。而真正对人类造成严重危害的是大规模地震，但至今我们尚未完全理解大规模地震究竟是如何发生和发展的。科学家曾推测，这一类地震，可能源自从小断裂连锁发展而来的大规模破裂。
本篇论文作者的结论意味着，小断裂连锁发展为大规模地震的可能性，在春季潮汐期间更高，因此，了解地震区的潮汐应力状况或许有助于评估地震可能性。
（二）研究海底地震发展及后果的新信息
1．探索海底地震发展过程的新成果
揭示海中最大深源地震的破裂发展过程。[62]2013年9月19日，美国加州大学圣克鲁斯分校中国在读博士生叶玲玲及其美国同事组成的研究小组，在《科学》杂志上发表研究报告称，2013年5月24日，邻近俄罗斯的鄂霍次克海发生震源深度为610公里的8.3级强震。他们研究表明，这一深源地震释放出大约36兆吨TNT炸药爆炸的能量，相当于约2300个广岛原子弹爆炸的威力，创下震级和能量释放最高纪录。
研究人员表示，他们利用全球数百个地震台站记录的数据，分析了鄂霍次克海深源地震，发现该地震释放出了有记录以来空前强大的能量。
分析结果显示，此次鄂霍次克海地震的破裂速度约为每秒4公里，在长约180公里、宽约50公里的断层面（即岩石之间的破裂面）上发生了平均约2米的滑动，最大滑动位移达10米左右。叶玲玲说：“这是目前观测到的破裂最长的深源地震。”
深源地震是指发生在地表以下400公里到700公里的地震，一般发生在俯冲板块内。地球上有记录以来的最深地震发生在地下约700公里处。由于震源较深，这类地震对地表产生的危害较小，其地震发生机制及地震破裂发展过程至今仍是未解之谜。
研究人员通过对比发现，此次鄂霍次克海深源地震，与1994年玻利维亚深震在破裂速度、能量和应力释放等方面存在显著不同，可能是由它们所对应的俯冲板块的年龄和温度不同所致。俯冲到鄂霍次克海下方的太平洋板块较冷，而玻利维亚地震所对应的俯冲板块温度较高，产生了较多的黏性变形并耗散了更多能量。
研究人员还猜测，鄂霍次克海地震可能发生在已存在的断层面上。这一断层曾发生浅层地震，之后该断层随着俯冲的太平洋板块以每年大约8厘米的速度，从千岛群岛－堪察加海沟下插到了鄂霍次克海下方。
叶玲玲说，尽管他们不清楚这场地震是如何开始的，但发生深源地震的俯冲板块内应力分布情况，可能与造成巨大灾害的浅源地震有密切联系，对深源地震的研究有助于深入理解地震发生和进一步发展的条件。
2．探索海底地震造成地貌破坏后果的新发现
发现东日本大地震在海底造成巨大断层崖。[63]2023年12月，有关媒体报道，近日，日本新潟大学等机构参与的一个国际研究团队报告，他们利用载人潜水器调查了日本海沟，在海底发现了2011年日本“3·11”大地震导致的巨大断层崖。
报告说，研究团队利用潜航能力达1.1万米水深的“限制因素”号载人潜水器，在宫城县近海日本海沟水深约7500米的海底，调查了地形和地质等情况。他们发现，一处隆起地形的东面边缘，存在一个落差达26米、近乎垂直的断层崖。
研究人员认为，这个断层崖是大地震造成的。据推测，地震发生时，日本海沟区域的海底，沿着断层水平向东移动了80米～120米，导致板块前端被急剧抬升了约60米。其中一部分沿断层崩塌，形成断层崖。
报告说，日本附近有千岛海沟、日本海沟等多个海沟，未来这些区域有可能发生大地震和大规模海啸，对相关区域开展调查有助于提高灾害预测的精确度。
（三）研究监测海底地震的新方法
1．发现可用海洋漂浮物监听海底地震[64]
2019年4月24日，有关媒体报道，美国普林斯顿大学地震学家弗雷德里克·西蒙斯及该校研究生乔·西蒙等人组成的研究小组，在近日召开的欧洲地球科学联盟会议上发表研究报告称，他们运用一种从海洋中研究地球内部的多用途、低成本方法，已经画出了第一张图像。他们通过把水听器安装在深海中的漂浮物上，正在探测发生在海底的地震，并利用这些信号在缺乏数据的地方窥探地球内部。
2019年2月，研究人员报告说，厄瓜多尔加拉帕戈斯群岛附近的这些漂浮物，有9个帮助追踪到地幔柱。地幔柱是一种从群岛深处升起的热岩柱。
在会议报告中，研究人员说，现在，18个在塔希提岛下寻找羽状流的漂浮物也记录了地震。美国加州大学伯克利分校地震学家芭芭拉·罗曼诺维奇说：“看起来他们已经取得了很大进步。”
西蒙斯表示，“南太平洋舰队”2019年夏天将会壮大。他设想在全球范围内建立一支由成千上万个此类漫游装置组成的“舰队”，这些装置还可用来探测雨声或鲸的叫声，或者配备其他环境或生物传感器。他说：“我们的目标，是探测所有的海洋。”
几十年来，地质学家一直把地震仪安装在陆地上，以研究遥远的地震是如何传播的。但不同密度的深层结构，例如沿着俯冲带下沉到地幔中的海洋地壳冷板，可以加速或减缓地震波。通过结合在不同地点检测到的地震信息，研究人员可以绘制出这些结构的地图。然而，上升羽流和海洋中其他巨型结构则更为神秘。原因很简单：海底的地震仪要少得多。
漂浮物是一种廉价探测方法。它们漂浮在1500米深的地方，这样可以将背景噪音降到最低，并减少周期性上升传输新数据所需的能量。每当漂浮物的水听器接收到强烈的声音脉冲，计算机就会评估这种压力波是否可能来自海底震动。若是如此，漂浮物将在数小时内浮出水面，并通过卫星发送地震记录。
西蒙在此次会议上说，到目前为止，漂浮物已经识别出258次地震，其中大约90%也被其他地震仪探测到。
2．实验表明可用海底光缆监测海底地震[65]
2019年11月28日，美国加利福尼亚大学伯克利分校纳特·琳赛，与蒙特雷湾海洋生物研究所同行共同组成的研究小组，在《科学》杂志上发表论文称，他们成功完成了一次用海底光缆监测海底地震的实验，这说明全球已存在的光缆系统有潜力变成一个巨大的地震监测网络。
研究人员说，他们利用蒙特雷湾海底光缆中一段长约20公里的部分进行了实验，通过向光缆中发射激光脉冲并检测反射光，可分析出光缆形变并进一步推断地震情况。据介绍，这段20公里长的光缆用于监测地震，相当于在有关区域设置了1万个地震台站。在为期4天的实验中，研究人员监测到一次3.5级地震，还监测到一些地震波活动。
海洋占地表大部分的面积，但目前海洋中的地震台站数量很少。琳赛说，海底地震学研究需求很大，任何置于海中的相关仪器都可以有帮助。
研究人员说，此前曾用陆地光缆测试过上述监测地震的方法，这是首次用海底光缆研究相关海洋学信号和对地质断层成像。目前全球陆地和海底的光缆总长度可能超过1000万公里，这个巨大的网络有潜力被用于监测地震，特别是在那些缺乏地震台站的地区。
3．试用海中浅水浮标监测海底地震[66]
2019年12月2日，美国国家科学基金会网站报道，在其海洋科学部资助下，南佛罗里达州大学地球学家组成的一个研究小组，成功研制并测试了一种新型的高科技海中浅水浮标，它能够监测到可能引起地震、火山或海啸等致命自然灾害的海底微小运动和变化。
研究人员在距佛罗里达州埃格蒙特基岛不远处的墨西哥湾海域固定了一个顶部装有高精度全球定位系统（GPS）的杆状浮标。通过电子罗盘显示水平方向左右移动的偏航、垂直方向前后移动的俯仰和垂直方向左右移动的侧倾信息，可以度量浮标方向，生成海底变化的三维数据，从而捕获地球的侧向运动情况，监测可能引起海啸的大型地震。
该研究小组称，这个系统还将有望监测到地壳压力的微小变化。
