一项研究表明，以光速穿过地面的重力信号可能有助于地震学家在大型破坏性地震发生后不久更好地掌握其震级大小。当地面移动时产生的地球引力场的微小变化，会在地震波到达之前很久就到达地震监测站。
巴黎地球物理研究所的地震学家马丁·瓦莱说：“我们能用这些信号做的最棒的事情是快速获得地震震级的信息。”
瓦莱和他的同事在12月1日发表于《科学》杂志上的报告中称，中国和韩国的地震仪在2011年袭击日本部分地区的9.1级东日本大地震后立即接收到重力信号。这些信号在地震记录设备上表现为微小的加速度，比地震波出现早一分钟以上。
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瓦莱说：“我们可以在地震波到达之前进行观察。如果我们什么也没看到，我们可以说引发这些信号的地震可能很大，但不是非常巨大。如果我们看到了信号，那就意味着我们确实遇到了非常大的地震。”
如果地震学家一直在监测重力变化，他们可能早就意识到东日本大地震有多大了。美国地质调查局 (USGS) 花了 40 分钟才将其最初估计的震级从 7.9 更新到 8.8，更接近地震的真实震级，而日本气象厅则花了 3 个小时才做到这一点。地震震级的微小增加意味着地震释放的能量以及预期的破坏会发生巨大变化。这些信息对于应急人员决定部署哪些资源至关重要。
加利福尼亚州帕萨迪纳的美国地质调查局地震学家苏珊·霍夫说：“如果引力波能够缩短得知大地震是‘大地震’所需的时间，那将是一项重大贡献。”
科罗拉多州戈尔登的美国地质调查局地震学家加文·海耶斯说，在重力信号被认为是大型地震发生后关键时刻的可靠工具之前，还有很多工作要做。“我不认为它会成为一个颠覆性的变革因素，”他说。
第一波
最新的研究工作始于一群欧洲和美国研究人员开始探索小地震的振动如何影响引力波探测器，例如欧洲的 Virgo 和美国的激光干涉引力波天文台 (LIGO)。许多科学家也致力于地震预警系统，他们开始思考地震是否会产生重力扰动以及如何探测这些扰动。
挑战在于捕捉重力震动，它比地震波引起的震动要弱得多。2016年，科学家们发表了一项概念验证研究，表明日本地下神冈观测站的重力测量仪器探测到了来自2011年地震的信号，该地震发生在约500公里外。但其他人质疑这些信号的强度和可靠性。
在最新的论文中，瓦莱和他的同事报告了更多关于东日本大地震后立即出现的重力信号的观测结果。该信号在距离震中约 1,000 至 2,000 公里的监测站最为明显。在这个距离上，快如光速的信号有足够的时间到达并在地震波淹没它们之前被清晰地记录下来。
模型表明，该方法应适用于测量震级为 8.5 或更大的地震，这些地震足够大，可以产生可探测的重力信号。该团队现在正在寻找可能在其他大地震后记录到的信号，包括 2004 年苏门答腊 9.1 级地震和 2010 年智利 8.8 级地震。
加利福尼亚州理工学院帕萨迪纳分校的地震学家让-保罗·安普罗说，额外的几分钟预警可以挽救生命，尤其是在沿海地区，人们可以在海啸来临前撤离。“那是唾手可得的成果。”
本文经许可转载，最初发表于 2017 年 11 月 30 日。