撰文：MAYA WEI-HAAS
2010年春天的一个下午，一场7.2级的地震袭击了Rosario Garcia Gonzalez位于下加利福尼亚的房子。González是库卡帕土著社区的一位老人，后来他向科学家讲述了当时不可思议的场景：在地震使地表裂开的同时，还扬起了一片灰尘，就像一辆汽车在灌木丛生的土地上飞奔一样。
不过，汽车似乎走错了方向。
地震通常会沿单一方向撕裂地表，就像撕开一张纸一样。不过，按照González的说法，地震产生的尘埃又开始冲回地震的发源地——与科学家们预期的完全相反的方向。
这次反向地震的目击者描述令科学家们激动不已。Orlando Teran当时正在恩塞纳达科学研究和高等教育中心攻读博士学位，他称上述描述“令人惊叹”。不过，那天到底发生了什么还未得到证实，因为地震证据无法证实González所看到的现象。
现在，一个国际研究小组终于获取了一次“回旋镖”地震的详细细节，记录到地震沿一个方向传播然后沿原来的方向返回的现象。
这场7.1级地震始于大西洋海底的一个裂缝，距离西非利比里亚海岸1050公里左右。起初地震向东和向上移动，然后翻转方向，沿着断层的上部向西和向下移动，其速度非常之快，以致于产生了地质版的音爆现象。
地震产生的剧烈震动通常集中在地震行进的方向。回旋镖地震，或者科学术语所谓的“反向传播的断裂“，则可能会使强烈的震动蔓延到更宽广的区域。回旋镖地震究竟有多常见，以及多少回旋镖地震的传播速度如此之快，目前尚不清楚。不过，这项近日发表在《自然地球科学》杂志上的新研究，在揭开这些事件背后复杂的物理原理以及帮助我们理解其潜在危险方面迈出了重要的一步。
“这样的研究有助于我们了解过去的地震是如何断裂的，未来的地震可能如何断裂，以及与靠近人口密集地区的断层的潜在影响有什么关系，”美国地震学研究联合会的地震学家Kasey Aderhold通过电子邮件说。
海底地震
最近的回旋镖地震发生于大西洋中脊附近——南美洲和非洲构造板块缓慢分离的地点。2016年春天，科学家们在大西洋中脊附近放置了39台地震仪，以收集遥远地震的地震波，试图将构造板块的底部可视化。
几个月后，7.1级地震不期而至。伦敦帝国理工学院的地震学家、这项新研究的第一作者 Stephen Hicks说，地震发生在附近的断层上，也就是众所周知的罗曼什断裂带。
一连串的地震检波器准确地记录了地面的震动，其中包括一对疑似脉冲。出于好奇，Hicks和同事们进行了更仔细地观察，发现这对脉冲似乎是地震的两个阶段。通过检查震中的位置和每个震动阶段释放的能量，研究小组得以还原出此次地震的发生过程：地震最初是向东传播，但后来又转向西方。“地震的构造确实有些奇怪，”他说。
研究小组仍然不能确定地震是否发生了反向传播。因此，Hicks联系了日本筑波大学的Ryo Okuwaki，后者正在寻找全球各地的其他地震仪捕捉到的回旋镖地震的信号。在短短几天内，Ryo Okuwaki通过对这些遥远痕迹的分析找到了一个答案：地震很可能发生了反向传播。
进一步的计算机模拟表明，地震可能始于地下深处并向东移动，直到靠近大西洋中脊。到达大西洋中脊附近后，地震开始转向，向断层的上部快速行进。地震的第二阶段移动得非常快，达到了所谓的超剪切速度。地震以大约每小时17700公里的速度撕裂地表，相当于从纽约到伦敦只需18.5分钟。速度如此之快，以至于堆积的地震波就像飞机超音速飞行时压力波形成的马赫锥一样。超剪切地震产生的集中波锥可以进一步放大地震的破坏力。
一组回旋镖地震
弄清楚“回旋镖地震”发生的时间和原因对应对地震带来的一系列风险来说至关重要。地震产生的震动可能会集中于断层的一端附近，也就是地震行进的方向，类似于火车开过时喇叭发出的高音变低沉。“就像多普勒效应，” 加州大学洛杉矶分校的地震学家Lingsen Meng 说，他不是研究小组的成员。虽然这种聚焦性震动通常被认为是朝向一个方向移动，但回旋镖地震可以聚焦两个方向相反的区域的震动。如果是超剪切地震的话，震动的威力可能会更大。
不过，至少还有一个大问题有待回答：这种地震多久发生一次？
就像研究小组在大西洋观察的那样，超剪切速度的回旋镖地震可能是非常罕见的一种地震。“据我所知，这是回旋镖地震第一次被报道，”新西兰地质与核子科学研究所的地球物理学者Yoshihiro Kaneko说，他不是研究小组的成员。
不过，有关存在回旋镖地震的证据越来越多。科学家已经在计算机模型中对这类地震事件进行了研究，还在实验室中进行了模拟。“理论上说回旋镖地震是存在的，但是在现实世界中很难看到，”英国利物浦大学的地球物理学博士Louisa Brotherson说，她在实验室里模拟地震。
法国蔚蓝海岸大学的地震学者Jean-Paul Ampuero说，科学家曾在慢地震中观察到回旋镖断裂现象。慢地震并不伴随剧烈的震动，而是在几天甚至几个月的时间里缓慢释放能量。他最近在计算机模拟中发现了反向传播的地震。
其他地震中似乎也出现过回旋镖地震事件的迹象。Meng指出，一些科学家认为，2011年袭击日本的9.0级东北大地震（日本有记录以来最强烈地震）可能发生了一些回旋镖式的断裂。2016年袭击熊本的地震似乎也发生了类似的回旋镖式断裂，Kaneko补充道。在那次地震中，最初的震动引发了一系列地震中的另外两次地震，其中一次地震出现了反向传播，与最初的裂痕发生了部分重叠。
“这种情况可能比我们想象的更常见，”Kaneko说。
分析地震的常用方法都基于地震朝向一个方向移动的假设，而这些回旋镖地震可能被这些常用分析方法掩盖。“我们习以为常地不寻找这种地震，也没预期它存在，” Ampuero说。然而，就地震而言，复杂性似乎才是常态，而非特例。
就像Hicks说的那样：“我们对地震的观察越来越详细，就越可能会发现更奇怪的现象和问题。”
（流浪狗）