用引力波来预测地震，或将更高速

文/陈根

地震是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞，造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂，是引起地震的主要原因。

地震的影响力涵盖岩石圈及水圈——当地震发生时，可能会连带引发地表断裂、大地震动、土壤液化、山崩、余震、海啸、甚至是火山活动，并影响人类的生存及活动。

科学家通常利用地震仪等设备，通过监测地面振动或地震波来探测地震。其中，地震波是指以地震为能量来源的波动。当地震发生时，人们通常会因为地震波的传播而感觉到地面“摇晃”。

但地震仪提供的预警量取决于地震与其之间的距离，以及传播速度低于每秒6公里的地震波的速度。但超过7级以上，地震波就会使地震仪饱和，这使得最具破坏性的地震。现在，科学家找到了一种更加快速获得准确数据的方法，即使用计算机算法来识别从断层中以光速发射的引力波的尾迹。

具体来看，最近，参与寻找引力波（由大质量物体运动在时空中产生的涟漪）的研究人员意识到，这些以光速传播的重力信号也可以用来监测地震。

佛罗里达大学致力于激光干涉仪引力波天文台研究的物理学家Bernard Whiting表示，“这个想法是，一旦质量移动到任何地方，引力场就会发生变化，而且所有东西都能感觉到它。令人惊讶的是，即使在地震仪中也会出现这种信号。”果然，在2016年，Whiting和同事报告说，常规地震仪可以探测到这些重力信号。

地震导致质量的巨大变化；这些位移会产生引力效应，使现有的引力场和地震仪下的地面变形。通过测量两者之间的差异，科学家得出结论，他们可以创建一种新的地震预警系统。重力信号在第一次地震波到达之前就会出现在地震仪上，这部分信号通常被忽略。

现在，蔚蓝海岸大学的博士后Andrea Licciardi和同事建立了一种机器学习算法来进行模式识别。他们对模型进行了数十万次模拟地震的训练，然后在日本东北地区的真实数据集上进行测试。研究人员在《自然》报道称，该模型在大约50秒内准确预测了地震的震级——比其他最先进的早期预警系统更快。

重力信号太弱，无法用现有技术探测8.3级以下的地震，该系统不太可能在地震仪覆盖的地震区提供更多的预警。但研究人员认为，它可以提供更可靠的大地震规模估计，这对预测海啸尤其重要。而新技术的应用，或将在未来为我们提供更多帮助，也避免更多伤害。