2011年日本“3·11”大地震發(fā)生約16分鐘后，在無(wú)任何余震的情況下，日本全境數(shù)千個(gè)GPS監(jiān)測(cè)站同步記錄到一次東向位移，最大移動(dòng)量達(dá)6毫米。這次神秘事件的幕后推手是地震ScS波，它穿透地幔、彈射外核，以“回旋鏢”的形式返回地面，悄然觸發(fā)了一次板塊運(yùn)動(dòng)。

在此之前，地震學(xué)界已知大型地震波可以穿越地球深部并在外核邊界反射，但這是有記錄以來(lái)首次證實(shí)反射波能夠觸發(fā)地表板塊滑動(dòng)。芝加哥大學(xué)地球物理學(xué)家樸宣英團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)了這項(xiàng)研究，合作者包括加州理工大學(xué)的金森博雄和法國(guó)斯特拉斯堡大學(xué)的路易斯·里韋拉。他們?cè)趶?fù)盤2011年大地震的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）數(shù)據(jù)時(shí)注意到，主震已經(jīng)平息且已知余震尚未發(fā)生時(shí)，全日本的監(jiān)測(cè)站一齊“向東一跳”。

樸宣英表示，通常只有真的發(fā)生地震時(shí)才會(huì)看到這樣的位移。但當(dāng)時(shí)并沒(méi)有已知的余震，因此他們非常好奇。逐一排除海底滑坡、斷層緩慢蠕動(dòng)等多種假說(shuō)后，研究團(tuán)隊(duì)將目光投向ScS波。這種沿地幔向下傳播的地震橫波撞到液態(tài)鐵合金構(gòu)成的地球外核時(shí)被彈回，重新返回地表。其往返約5800公里的旅程耗時(shí)約15分鐘，隨后與地殼“遭遇”。這恰好在主震16分鐘后，對(duì)得上時(shí)間表。

整個(gè)位移在約100至200秒內(nèi)緩慢完成，當(dāng)時(shí)日本沒(méi)有任何人明顯察覺(jué)。加上常規(guī)地震儀主要為探測(cè)高頻信號(hào)設(shè)計(jì)，又被主震后的巨大噪聲淹沒(méi)，導(dǎo)致這個(gè)信號(hào)在數(shù)據(jù)里沉睡了十多年才被打撈出來(lái)。這次被觸發(fā)發(fā)生滑動(dòng)的板塊橫跨約3000公里，是有史以來(lái)覆蓋范圍最廣的地震性事件，牽動(dòng)了太平洋—鄂霍次克、菲律賓海—?dú)W亞兩條斷層邊界、四大構(gòu)造板塊聯(lián)動(dòng)。整個(gè)滑動(dòng)釋放的總能量相當(dāng)于一場(chǎng)7.5級(jí)地震。

研究人員解釋，主震巨大的能量已經(jīng)弱化了相關(guān)斷層，使其更容易受到返回波動(dòng)的推動(dòng)。樸宣英指出，大型地震在主震結(jié)束后仍能通過(guò)深層波動(dòng)影響斷層，這是一種此前未曾察覺(jué)的地震危害來(lái)源。地震地質(zhì)學(xué)家溫迪·波恩評(píng)價(jià)稱，此次發(fā)現(xiàn)的觸發(fā)面積是主震破裂區(qū)的六至七倍，是非同尋常的觀測(cè)結(jié)果。

2011年日本“3·11”大地震是有史以來(lái)記錄最完整的超大型地震之一。據(jù)美國(guó)國(guó)家海洋和大氣局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，該地震及其引發(fā)的海嘯造成逾1.8萬(wàn)人遇難，經(jīng)濟(jì)損失約2200億美元。