1960年5月22日发生在智利的大地震（又称瓦尔迪维亚大地震），是迄今观测史上记录到的规模最大的地震，其矩震级为里氏9.5级。这次地震引起的海啸波及到智利以外的夏威夷、日本、菲律宾、新西兰东部、澳大利亚东南部和阿留申群岛，并引发了断层带两侧板块交错滑移了20米～30米。事后，这场发生在智利的大地震掀开了地震科学领域的一片新天地。英国自由撰稿人罗夫·斯密思（Roff Smith）为此撰文回顾了50年前的这场地震以及由此展开的分析研究工作。
《自然》：瓦尔迪维亚大地震发生在一条俯冲带上，太平洋洋底纳兹卡板块部分滑移到南美板块下。两个板块以每百年大约8米的速度聚合，估计在1575年曾有一场8.5级地震袭击过该地区
似乎是一头行星怪兽
那是1960年5月的一个清晨，一场突如其来的大地震袭击了智利南部瓦尔迪维亚。那些有幸从瓦砾中生存的幸存者都认为自己经历了大自然可能带来的最严重破坏，因为刚刚把他们村庄夷为平地的那场地震威力非常巨大，被评定为8.1级。
当智利首都圣地亚哥市政当局紧急为受灾地区提供援助之时，人们还无法预见这场严重地震只是一个重大事件的前奏而已。5月22日下午，更强烈的震动再次发生，这就是震惊世界的瓦尔迪维亚大地震，致使整个地球持续“晃动”了好几天。在此后的几十年时间里，地震学家们仔细分析记录到的数据，试图了解地震的强度到底达到了何种难以置信的程度。他们设计出全新的方法来测量地震，并把瓦尔迪维亚大地震定级为9.5级――迄今为止有记录的最强烈地震。
瓦尔迪维亚大地震释放的能量比摧毁广岛的原子弹还要大2万倍，夺去了至少1500智利人的生命，引起了高达25米的海啸。海啸带来的巨浪淹没了沿海的村庄，把驻锚的船只掀到了离海岸一公里多的陆地上。海啸还穿越太平洋，吞噬了夏威夷希罗市的61条生命，冲击了离震源1.7万公里远的日本，致140人死亡。美国南加利福尼亚地震中心主任汤姆·乔丹（Tom Jordan）说：“这似乎是一头行星怪兽，发生在南美洲的地震竟然杀死了日本人。”
在半个世纪后的今天，地震这头怪兽继续肆虐。近期，又连续发生了几起强烈地震，例如，1月12日发生在海地的灾难性地震（包括4月14日发生在我国青海玉树地区的7.1级地震）。今年5月，美国地球物理联盟就1906年8月17日发生在智利瓦尔帕莱索港8.4级大地震召开了专题研讨会，参会代表出席了瓦尔迪维亚大地震50周年巡礼，并到地震现场亲身感受了地震给灾区造成的重创以及海啸带来的沉积物。
这次会议召集人、美国地震调查局地震灾害小组的布赖恩·阿特沃特（Brian Atwater）说：“瓦尔迪维亚是地震学历史上的基准点，也是地震史上时间最近、级别最高的地震。”发生在1960年的瓦尔迪维亚大地震，向地震学者们提供了有关地球自由震荡的第一手确凿证据：谐和振动――地球就像铃铛被强力摇晃般的摇动。经过多年的介入，研究人员已经学会把这些自由震荡用作行星CAT扫描仪来洞察地球的内部结构。
美国加利福尼亚伯克利获得的1960年智利瓦尔迪维亚大地震的记录
留下拯救生命的遗产
在1960年之后的10年中，瓦尔迪维亚大地震和震级高达9.2级的1964年阿拉斯加地震双双成为支持板块构造理论的有力论据――一个构造板块被强行挤压到另一构造板块下。除了教给人们有关地球的基本知识以外，地震同时也留下了拯救生命的遗产，即促使太平洋沿岸国家在1960年代建立了国际海啸预警系统。包括因地震带来的海啸沉积物，也为地质学家提供了一个鉴别其他有可能发生大地震的地点的模型，例如离北美西海岸不远的卡斯卡迪亚俯冲带。
然而就某种意义而言，瓦尔迪维亚大地震是一场提前到来的地震，它发生在地球科学理论和技术革命处于高潮向上的初期。美国西北大学地震学家塞思·斯坦（Seth Stein）说：“这次地震若晚发生十年，我们就能从中学到更多的东西。”在1960年的时候，板块构造论概念还是未来的事情，研究人员不理解如何把地震置于地球物理学的背景中。而且，有可能提供信息的全球地震仪网络3年后才到位。
瓦尔迪维亚大地震发生在一条断层带上，经过智利海岸线下的断层带出现了长约1000公里的断裂（参见上图）：断层两侧的构造板块互相交错滑移了20米——30米――短短几分钟内，积聚了好几个世纪的能量被突然释放了出来。
瓦尔迪维亚大地震不仅是有记录以来强度最大，达到9.5级，而且已接近地球在单独一次地震中可能释放能量的上限。新墨西哥矿业和技术学院的地球物理学家兼美国地震学会会长理查德·艾斯特（Richard Aster）说：“这并不是说最终不会发生更大的地震。可能性是存在的，但你不会碰上大很多的地震。断层只有那么大，震动也就那么强。”
为了说明瓦尔迪维亚大地震的能量释放规模，艾斯特把20世纪期间所发生地震其释放的能量相加，包括瓦尔迪维亚大地震、1952年发生的俄罗斯堪察加半岛和1964年发生在美国阿拉斯加的9级以上地震，以及2004年发生在印尼苏门答腊的9.2级地震，并想象所有这一切能量在单独一次灾难性事件中释放出来的情形。“那相当于一次9.95级的地震”，艾斯特说，“10级地震是难以遇到的。”
然而，在如此大的能量――地球100年多年地震所释放的能量――中，有四分之一的能量归属于震中位于智利南部海岸城市卡涅特附近的单独一次灾难性事件，其强度是最接近的发生在1964年的阿拉斯加地震的两倍。
瓦尔迪维亚震后造成的破坏场景
地震学家面对的挑战
在出席瓦尔迪维亚纪念活动的人当中，有来自加州理工学院的地震学前辈金森博雄，他帮助创建了用以精确测量大地震强度的矩震级。去年，他在重新研究了50年前的瓦尔迪维亚大地震数据资料后，不仅被地震的巨大规模和范围所震慑，而且也被其独一无二的行为所吸引。
在重新计算了序列中最早地震的规模后，金森说：“谁能想像到会遇上强度达8.1级的前震？然而，这不过是一系列壮观前震的开始而已。”在主震发生之前的33个小时里，曾有过六次6级以上的地震，其中一次估计达7.8级的地震就发生在主震（大地震）来临之前15分钟。“据我所知，以前从来没有过这样的一连串前震。”
金森说，更奇特的是在主震发生前的15分钟，由帕萨迪纳震波图记录下了一些怪异的长周期震动。这些读数意味着，大地震来临之前在地下深处或许发生过一次强烈的慢震，这就把原先可能“只是”一场大强度的地震归入了一个完全属于自己的类型。有迹象表明，其他一些大地震，例如1944年日本的东南海地震，也可能有过这样的慢震前奏，但这些慢震本身不产生破坏性的震动。然而，正如瓦尔迪维亚大地震，其零零碎碎的证据并没有揭示多少真相，只是吊足人们胃口而已。
遗憾的是，瓦尔迪维亚大地震前发生前震的证据，则掩盖了别处一些当时处于工作状态的高质量地震仪的读数，因此也就没有单独确认帕萨迪纳的奇特读数。但当地的目击者提到，在那次9.5级主震发生之前曾出现过一些异常现象。在距离震中约200公里的智利康塞普西翁，两位地球物理学家回忆道，地震开始时有轻微摇晃的感觉，而不是预示大地震即将来临的那种典型的突发性强烈震动。
如果的确存在这种发生在地下深处的缓慢前震，那么瓦尔迪维亚大地震可能与它具有更广泛的关联性。金森说：“这非常类似于‘有多少科学家相信一场俯冲带大地震会沿着卡斯凯迪亚板块边界开始’这样的问题。”该地区大约每14个月左右发生一次慢震。一些研究人员推测，那儿的俯冲带也许与智利外海的俯冲带有相似之处。
虽然没有关于西北太平洋发生大地震的文字记载，但阿特沃特等地球学家们坚信，9级强度以内的地震曾经连续光顾该地区。事实上，阿特沃特等人借助于瓦尔迪维亚大地震海啸带来的沉积物发现，在几个世纪以前，卡斯凯迪亚地震造成的巨大海浪曾经冲击过北美洲西海岸和日本。
强度如此巨大的地震给科学家们的研究出了一道难题，因为这样的强烈地震每300年才遇到一次，甚至更长的时间。不过，现在地球上分布着数以百计的灵敏地震仪，而且这些设备是互相连在一起的。金森指出，当下一个地震怪兽袭来时，“我们对它的理解必将对1960年发生在智利的瓦尔迪维亚大地震要好得多。”
资料来源Nature
责任编辑 则 鸣