久保田达也站在装有几个显示屏的大型监控系统前

2011年，日本东北部发生地震，当时他正在那里读地质学本科，久保田达也(Tatsuya Kubota)决心成为一名地震学家。来源:《自然》杂志Irwin Wong

这是自然指数关于日本新兴早期职业研究人员的系列简介中的第三篇。

2011年3月的日本东北地震和海啸坚定了久保田达也(Tatsuya Kubota)成为地震学家的决心。当时，久保田是日本仙台东北大学(Tohoku University)地质学专业的大四学生，他正在做长凳工作，突然地面开始剧烈震动，书架上的书开始摔落。

他逃离了大楼，在接下来的几周里躲在家里。仙台距离震中约130公里，基本上没有遭受石卷和该地区其他沿海城市的大规模物理破坏。但这里的居民不得不忍受数周没有水和电的恶劣天气。

9级地震和随之而来的海啸也导致了福岛核灾难，夺去了近2万人的生命。久保田现在是位于筑波的日本国家地球科学和灾害恢复研究所的研究员，他说，科学家们还没有“得出决定性的结论”，为什么会发生这次有记录以来最强烈的地震之一。

当构造板块从彼此下面滑动时，它们有时会卡住，造成巨大的能量积聚，当能量释放出来时就会导致地震。久保田说，这种所谓的“粘滑”通常发生在地下深处，那里的压力更高，板块往往会紧紧地锁在一起。但是在这次东北地震中，太平洋板块和北美板块在深、浅部(距离海底不到10公里)都被卡住了。他说:“据我所知，还没有其他地震在浅层发生过如此大的滑动。”

多年来，科学家们一直在研究这一异常现象。震中附近的水下传感器只能探测到3公里深的地方，而最近的陆地数据记录在距离断裂200多公里的地方，因此很难获得数据。但久保田知道，解开这个谜团至关重要:与起源于地下深处的地震不同，浅层断裂会导致海床更大的垂直运动，从而引发更大的海啸。他解释说:“理解浅层地震滑动的机制对于更好地预测可能的海啸风险很重要。”

久保田和他的合作者首次将现有数据(测量地震前后海底位置)与断层带正上方海底压力表记录的海啸数据(提供有关海面变化的信息)结合起来。他们发明了一种建模方法来分析数据。

图表显示久保田达也2015年至2022年的发表数量和引用

来源:维

2022年，研究人员报告了他们的发现1在东北地震的例子中，太平洋板块被强烈地压在鄂霍次克构造板块之下，以至于两者合二为一，直到压力变得太大。久保田解释说:“这种深层机械锁定随后被释放，导致了地震，并在板块边界的深部和浅部引发了滑动。”“我们的分析为我们提供了一个新的力学视角，即在浅层没有能量积累的情况下，也可以发生浅滑移。”

久保田是日本自2015年以来在地球和环境科学自然指数出版物中最多产的五位早期职业研究人员之一，也是一项研究的主要作者科学纸2研究了2022年1月强大的洪加汤加洪加哈帕火山爆发是如何在数百公里外的澳大利亚、新西兰和日本引发破坏性海啸的，

久保田说:“令人惊讶的是，第一波海浪比常规海啸的预期时间早了两个小时。”海浪持续的时间也比通常情况要长得多。通过计算机模拟，他和他的合著者揭示了汤加海啸的形成是因为火山喷发非常强烈——比二战中投在广岛的原子弹威力大500倍——它引起了整个大气的震动。这些被称为兰姆波的振动以声速席卷全球，引发了最初的海啸。研究人员正在研究后来的汤加海啸。正如久保田解释的那样:“二次波的机制还没有很好地阐明，但[产生的]波更大。”

他说，更好地了解这种自然现象对于减轻未来的灾害至关重要。“我希望我的研究对未来海啸和地震的风险评估有用。”