中大新聞網(wǎng)訊（通訊員杜朋、李琳琳）地震是引發(fā)海底滑坡的主要原因之一。海底地震滑坡不僅會破壞海底基礎(chǔ)設施，還可能引發(fā)局地異常海嘯，對沿岸社區(qū)構(gòu)成嚴重威脅。然而，由于海底地震滑坡發(fā)生在水下，直接觀測和調(diào)查難度極大，科學界對其特性及觸發(fā)機制的認識相較于地震引發(fā)的陸地滑坡仍然十分有限。為了深化對地震誘發(fā)海底滑坡的整體認識，有必要從統(tǒng)一框架下對海底滑坡和陸地滑坡進行對比研究，但目前對兩者之間的差異性與相似性仍知之甚少。
異常海嘯和海底電纜斷裂是海底地震滑坡的典型次生災害，同時也是識別和間接證實海底滑坡發(fā)生的重要證據(jù)。通過分析歷史上海底地震引發(fā)的這些事件，可以為研究地震誘發(fā)的海底滑坡提供關(guān)鍵線索。本研究通過系統(tǒng)的文獻綜述整理匯總了自1900年以來124起伴隨異常海嘯或海底電纜斷裂的地震事件，構(gòu)建了一個全球海底地震滑坡數(shù)據(jù)庫（圖 1），整理并提煉了海底滑坡的關(guān)鍵參數(shù)(滑坡位置、滑坡初始水深、滑坡平均坡度、滑坡體積及滑坡類型)和地震參數(shù)(地震震級、震中距離、峰值地面加速度PGA及修訂麥加利烈度MMI)，深入分析了南海及其周緣、地中海及其周緣、太平洋西北部、太平洋東北部、幾內(nèi)亞島群和加勒比海及其周緣全球六個海底地震滑坡易發(fā)海域的孕災環(huán)境。此外，本研究首次從多角度對比分析了地震引發(fā)的海底滑坡與陸地滑坡，包括滑坡特性、坡度參數(shù)、觸發(fā)震級、地震參數(shù)(PGA和MMI)、震級與最大震中距離上限曲線及觸發(fā)機制等方面。
從地震引發(fā)的海底滑坡數(shù)據(jù)庫分析中得出的主要發(fā)現(xiàn)包括：1）85%的海底地震滑坡發(fā)生在距離岸線20 km以內(nèi)（圖 2），這一特點導致海嘯預警和防范措施的時間非常有限；2）在70次觸發(fā)異常海嘯的地震中，約一半地震的震中位于陸地，且近40%為走滑事件，這些特征對海嘯預警系統(tǒng)提出了額外挑戰(zhàn)；3）地震引發(fā)的海底滑坡可以由非常微弱的地面震動觸發(fā)，包括最低PGA約為0.01g，最低MMI為3.6。從地震引發(fā)的海底滑坡與陸地滑坡的比較中得出的主要發(fā)現(xiàn)包括：地震引發(fā)的海底滑坡通常發(fā)生在坡度較緩的區(qū)域 (<20° vs. 0~85°)；海底滑坡的體積通常比陸地滑坡大四個數(shù)量級；相同震級地震在海域可觸發(fā)更遠距離的滑坡（圖 3）；此外，觸發(fā)海底滑坡的地震震級通常略低于觸發(fā)陸地滑坡的地震震級。盡管如此，海底滑坡與陸地滑坡在地震參數(shù)(如PGA和MMI)及震源機制方面表現(xiàn)出比預期更多的相似性。由于海底地震滑坡和陸地地震滑坡研究探討的是在統(tǒng)一框架下相互關(guān)聯(lián)的科學問題，本研究強調(diào)了對這兩類滑坡進行對比分析和驗證的重要性，以揭示地震觸發(fā)海底滑坡的復雜機制及其內(nèi)在關(guān)系。
在新建立的全球 1900 年以來地震觸發(fā)的海底滑坡數(shù)據(jù)庫中，值得重點關(guān)注的是：南海及其周緣是地震觸發(fā)海底滑坡事件的高發(fā)區(qū)域。發(fā)生在南海及其周緣的事件達 51 起，全球占比 41%，空間上主要分布在南海東部中國臺灣省、呂宋海峽和菲律賓等海底光纜分布密集的區(qū)域（圖 4）。
地震引發(fā)的海底滑坡對海底基礎(chǔ)設施和沿海城市構(gòu)成了重大威脅。然而，與陸地地震滑坡相比，海底滑坡的研究面臨著顯著挑戰(zhàn)，主要原因在于其數(shù)據(jù)覆蓋范圍有限且可靠性不足。分析和研究地震后異常海嘯和海底電纜斷裂是關(guān)鍵，因為這些現(xiàn)象提供了寶貴的實證數(shù)據(jù)，有助于揭示海底滑坡的觸發(fā)機制。然而，需要注意的是，利用地震后的海底電纜斷裂和異常海嘯來研究地震引發(fā)的海底滑坡存在一定局限性。首先，海底電纜的全球分布不均，且僅能記錄一定規(guī)模一定速度(2 m/s)以上的滑坡。其次，某些地震引發(fā)的異常海嘯可能規(guī)模過小或距離沿岸社區(qū)及潮汐儀過遠，難以被準確記錄。對海底滑坡觸發(fā)機制認知不足導致現(xiàn)有海洋地質(zhì)災害評估和預警系統(tǒng)在應對此類鏈式災害方面還存在較大局限性，未來的災害防御應該考慮到海域鏈生和復合災害的情景。
上述工作發(fā)表在國際知名地學刊物Earth Science Reviews上，文章第一作者為中山大學地球科學與工程學院博士研究生杜朋，通訊作者為李琳琳教授，合作者包括張培震院士、王偉濤教授和胡桂博士研究生（現(xiàn)西南科技大學副教授），德國不來梅大學Achim Kopf教授，中國科學院深?？茖W與工程研究所王大偉研究員、南方科技大學陳克杰副教授、澳門大學施華斌助理教授和潘曉儀博士研究生。
該研究受國家重點研發(fā)項目“濱海海域活動斷裂帶探測與強震海嘯預測關(guān)鍵技術(shù)”、廣東省引進人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊項目“大數(shù)據(jù)-數(shù)學地球科學與極端地質(zhì)事件”、南方海洋科學與工程廣東省實驗室(珠海)創(chuàng)新團隊建設項目、國家自然科學基金以及德國聯(lián)邦教育與研究部mareXtreme項目共同資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2024.105021
