据当地时间6月18日发表于《科学》（Science）的最新研究，2011年日本“3·11”大地震发生约16分钟后，在无任何余震的情况下，日本全境数千个GPS监测站同步记录到一次东向位移，最大移动量达6毫米。

这次神秘事件的幕后推手是地震ScS波，它穿透地幔、弹射外核，以“回旋镖”的形式返回地面，悄然触发了一次板块运动。

在此之前，地震学界已知大型地震波可以穿越地球深部并在外核边界反射，但这是有记录以来首次证实反射波能够触发地表板块滑动。

该研究由芝加哥大学地球物理学家朴宣英（音译）团队主导，合作者包括加州理工大学的金森博雄和法国斯特拉斯堡大学的路易斯·里韦拉。团队在复盘2011年大地震的全球导航卫星系统（GNSS，俗称GPS）数据时注意到，主震已经平息、已知余震尚未发生时，全日本的监测站一齐“向东一跳”。

▲2011年的大地震

“通常只有真的发生地震时，我们才会看到这样的位移。”朴宣英说，“但当时并没有已知的余震，所以我们非常好奇。”

逐一排除了海底滑坡、断层缓慢蠕动等多种假说后，研究团队将目光投向ScS波。这是一种沿地幔向下传播的地震横波（S波），撞到由液态铁合金构成的地球外核时，它因为无法穿入液体而被整个“弹”了回来，重新返回地表。其往返约5800公里的旅程耗时约15分钟，随后与地壳“遭遇”。这恰好在主震16分钟后，对得上时间表。

整个位移在约100至200秒内缓慢完成，当时日本没有任何人明显察觉，加上常规地震仪主要为探测高频信号设计，又被主震后的巨大噪声淹没，导致这个信号在数据里沉睡了十多年才被打捞出来。

这次被触发发生滑动的板块，横跨约3000公里（1800英里），是有史以来覆盖范围最广的地震性事件，同时牵动了太平洋—鄂霍次克、菲律宾海—欧亚两条断层边界、四大构造板块联动。整个滑动释放的总能量相当于一场7.5级地震。

为什么一束“回弹波”能掀起如此规模的滑动？研究人员认为，主震巨大的能量已经弱化了相关断层，使其更容易受到返回波动的推动。

“大型地震在主震结束后仍能通过深层波动影响断层。”朴宣英说，“这是一种我们此前未曾察觉的地震危害来源。”地震地质学家温迪·波恩评价称，此次发现的触发面积“是主震破裂区的六至七倍”，是“非同寻常的观测结果”。

2011年日本“3·11”大地震是有史以来记录最完整的超大型地震之一。据美国国家海洋和大气局数据显示，该地震及其引发的海啸造成逾1.8万人遇难，经济损失约2200亿美元。

红星新闻记者 邓纾怡

编辑 邓旆光 审核 高升祥