研究人员首次发现，日本东北海岸附近的大地震通常以海底断层带上的细微运动为先兆。虽然这些海底断层滑动速度的加快（可由岸上GPS设备察觉）不能使研究人员做出“我们下周四下午3:37会发生7.3级地震”之类的预测，但它们确实提供了对该地区地震活动一般模式的见解，并可能最终使科学家更好地了解断层带正在发生的事情。
研究人员整理了2011年之前在日本本州岛东北海岸和北海道东南海岸发生的地震清单，这两个岛屿是日本最大的岛屿，构造力缓慢地将北美板块的西缘推到欧亚板块之下，形成一个称为日本海沟的海底构造，该海沟与该地区的地震和海啸有关。从该清单中（其中沿海岸中部包括了1984年以来的地震数据），该团队确定了1500多个地震序列，这些地震似乎随着时间的推移重复发生，在同一地点以大致相同的震级发生，该研究的主要作者、日本东北大学的地球物理学家内田直纪说。从这些地震的震级和频率中，他和他的同事们能够估算出构造板块在每个地点相互滑动的速率。研究人员在本周的《科学》杂志上报告说，在某些地方，滑动速率以三年为周期激增和停滞，速度范围从零（断层被锁定时）到峰值速度，几乎是正常速度的四倍。
然后，该团队研究了这些变化的滑动速率如何在统计学上与该地区其他非重复性地震（震级为5级或更大）相关联。内田说，他们发现，在许多情况下，推断出的滑动速率在附近地震发生前的几天内加速了。因此，该团队的分析表明，沿构造界面的逐渐滑动将沿断层累积的地震应力转移到附近的区域，在那里最终会引发突然的滑动，也就是地震。
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对岸上GPS站收集的数据进行的分析（长期以来揭示了它们所安装的构造板块的运动）表明，它们的运动通常与推断出的近海断层滑动速率相匹配。因此，内田说，从某种意义上说，GPS设备的运动可能会预示即将发生的地震。
阿拉斯加大学费尔班克斯分校的地球物理学家杰弗里·弗雷米勒说，该团队的研究“非常扎实，并提出了一些令人兴奋的结论”，他没有参与这项研究。他指出，如果近海构造界面的滑动是周期性的，那么附近发生大地震的地方积累的地震应力也将是周期性的，这是合乎逻辑的。“许多人猜测应该是这种情况，但本文是迄今为止最令人信服的证据，”弗雷米勒说。
斯坦福大学的地球物理学家保罗·塞格尔（Paul Segall）也未参与这项研究，他说，这些发现“有可能成为探测该地区海底断层正在发生的事情的有力工具”。他承认，“这是一种挑衅性的结果，属于暗示性的范畴。”他补充说，该分析是否对地震预测有任何相关性还有待观察。
尽管内田和他的同事们发现的统计联系表明，构造滑动增加发生在附近地震之前，但亚利桑那州立大学坦佩分校的地球物理学家马努切赫尔·希尔扎伊说，完全有可能另一种现象导致了这两种现象。例如，断层岩石内部的流体压力（称为孔隙压力）的增加可能会降低断层内部的摩擦力，从而润滑断层，从而触发一个区域的加速滑动和附近的地震。他和他的同事们现在正在研究这个概念和其他概念，看看他们是否能够辨别出日本近海断层正在发生的事情，以及这是否可能与世界上其他类似构造界面发生的事情有关。
希尔扎伊说：“答案可能会帮助科学家更好地了解俯冲带的行为方式。”“没有人真正知道系统是如何运作的。”