日本位於太平洋火環上，是全球最容易發生地震的國家之一，每年有超過10 萬次的小震，同時還有大地震的持續風險。雖然預測何時會發生大地震仍然超出了目前的能力範圍，但日本地震學家希望透過仔細研究頻繁發生的小震，深入了解引發大地震的地殼內部過程。

現在，日本九州大學和東京大學的研究人員對地震活動進行了前所未有的詳細研究，確定了斷層強度與地震震級之間的關聯。研究發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上，提出斷層強度會影響b 值，進而影響發生大地震的可能性。來自1000 多個地點的地震資料顯示，斷層強度與地震規模之間存在聯繫，這為確定一個地區距離重大地震事件有多近提供了一種方法。

九州大學的研究人員在2000 年鳥取縣西部地震震央周圍地區部署了1000 個地震監測站，從而實現了前所未有的地震觀測精度。資料來源：九州大學Satoshi Matsumoto

b 值和斷層強度的變異性

研究的第一作者、九州大學地震學與火山學研究所所長Satoshi Matsumoto 教授解釋說：”b 值是地震學中一個非常重要的常數，它描述了地震頻率與地震規模之間的關係。如果b 值較低，則表示大地震的比例較高，而b 值較高則表示小地震的比例較高。

不同地點的b 值可能不同，也可能隨著時間的推移而變化，據報道，b 值通常在大地震前會下降。先前的一項研究表明，b 值的降低是由於施加在斷層上的應力不斷增加所造成的。現在，這項研究表明，斷層強度也是一個促成因素。

在這項研究中，研究團隊分析了2000 年發生的震級為7.3 級的西鳥取地震震央周圍地區的地震活動。透過在該地區安裝1000 多個地震監測站，研究人員以前所未有的精確度進行了地震觀測。

當地殼中存在許多方向隨機的弱斷層時，就不太可能發生大地震。然而，當地殼包含許多方向特徵明顯的強斷層時，發生大地震的可能性就會增加。資料來源：九州大學Satoshi Matsumoto

松本說：”即使在20 年後的今天，仍會發生數百次微小的餘震，大多數餘震都太小了，我們感覺不到。”

有了這麼多的感測器，研究人員就能偵測到斷層的微小移動，以及地殼中每個斷層的走向。利用這些眾多的數據，研究小組能夠估算出應力場（斷層破壞時施加在每個斷層上的不同方向的應力），從而確定斷層的強度特徵。

“在每個構造體系的特定應力條件下，斷層面都有一個有利的滑動方向。當斷層位於不利方向時，這表明這些斷層較弱，更容易滑動。”松本解釋：”另一方面，強斷層需要更大的應力才能滑動，其滑動方向也更具特徵性。

根據應力場計算結果，研究人員還能估算出以斷層強度分類的事件組b 值。他們發現，較強的斷層具有較小的b 值，這表明發生大地震的可能性較大；而較弱的斷層具有較大的b 值，這表明發生大地震的可能性較小。簡單地說，這些薄弱斷層很可能會在大量應力形成之前滑動，這意味著它們無法釋放大量的力。

透過更深入了解影響b 值的因素，研究人員希望能夠進一步接近預測地震的”聖杯”。

松本總結說：「我認為我們永遠無法準確知道地震何時發生，但查​​看斷層方向和斷層強度等數據併計算b 值，可以幫助我們估計斷層何時達到臨界點–在臨界點上，只需要微小的額外力量，斷層就會發生滑動。

編譯自/ ScitechDaily