地圖中展示了2011年日本東部地震的震中和使用了地震測定儀的位置。

全球每年都有成百上千人因地震而罹難。地震預警技術可以讓人們提前前往安全的地方。地震預警技術中的“提前量”可能不會很多，但短短數秒鐘也可能決定震區災民的生死。日本東京大學（UTokyo）的研究人員利用震前的微妙重力信號開發了一種新的地震探測方法。這可能對將來地震早期預警系統的發展有重要的促進作用。

2011年發生在日本東部地區的大地震（Tohoku earthquake）仍然會引起人們的傷感和思考。大地震造成的巨大破壞讓人難以想象，但它也給科學家們帶來了很多關於地震的數據。多年來，研究人員一直致力於從這些數據中挖掘出有用的信息，以改進地震模型或找到使用這些數據的新方法。目前，東京大學地震研究所（ERI）的研究人員在大地震數據中發現的東西，或許可對地震研究領域有所幫助，甚至在將來的某一天挽救生命。

研究的靈感起源很奇妙——ERI副教授Shingo Watada在閱讀科學家J Harms的物理學論文時發現，作者認爲從理論上講，使用重力儀（測量局部重力強度的傳感器）可以探測地震。Watada說：“這讓我陷入思考。如果我們有足夠的關於大地震的信息，如發生時間、地點和重力情況等，或許可以利用重力儀和地震儀來探測地震。這可能是未來研究地震現象的重要工具。”

當構造板塊邊緣的某個點發生突然移動時，地震就發生了。地震產生的地震波以每秒6~8千米的速度傳播開來。地震波在傳播時也會傳遞能量，並迅速改變它們穿過的地下物質的密度。而密度較高的物質比低密度物質的萬有引力更大。因此，當重力以光速傳播時，靈敏的重力儀可以在地震波到達之前捕捉到密度的變化。ERI研究生Masaya Kimura介紹說：“這是首次利用重力法檢測出明確的地震信號。我們的方法是獨一無二的——因爲我們分析了2011年地震的傳感器數據，並用特殊的處理方法將重力信號從嘈雜的數據中分離出來。”

衆所周知，日本的地震活動非常活躍。日本各地設置了數量衆多的陸海地震儀。研究人員正是使用了來自地震儀網絡的一系列地震數據。ERI研究人員所做的信號分析非常可靠，其精度達到了驚人的7西格瑪。物理系教授Masaki Ando有望成爲第一個“喫螃蟹”的人，他發明的新型重力儀TOBA受到廣泛關注。ERI副教授Nobuki Kame解釋說：“受等效原理限制，超導重力儀和地震檢波器的效果並不理想。TOBA則不存在這方面的問題，它能感知重力梯度的變化。TOBA最初是打算用於探測來自大爆炸的引力波，但我們給它找到了更實際的應用方向。”研究人員希望在地震活躍地區建立TOBA網絡，形成早期預警系統。該系統能在100公里外的震中產生的第一次地震波到達前10秒向人們發出警報。現階段，研究人員正在不斷完善模型，以提高其準確性。

編譯：雷鑫宇

審稿：西莫

責編：南熙