2021年8月，南桑威奇群岛附近发生7.5级地震，引发海啸，波及全球。震中位于地表以下47公里——太深了，无法引发海啸——而断裂的长度接近400公里，这应该会引发更大的地震。

地震学家感到困惑，并试图了解那天在遥远的南大西洋到底发生了什么。

一项新的研究表明，这次地震不是一次单一的事件，而是五次，一系列的次地震在几分钟内蔓延开来。第三次次地震是一场较浅、较慢的8.2级地震，发生在地表以下15公里处。这场不寻常的“隐藏”地震很可能是全球海啸的导火索。

这项研究发表在AGU杂志上地球物理研究快报该网站发表短格式、高影响力的论文，涉及地球和空间科学。

该研究的主要作者、加州理工学院的地震学家贾哲说，由于南桑威奇群岛的地震很复杂，有多个次地震，所以它的地震信号很难解释。这场8.2级地震隐藏在错综复杂的地震波中，这些地震波在地震过程中相互干扰。隐藏的地震信号一直不清楚，直到贾用了更长的时间过滤波，长达500秒。直到那时，这场持续200秒的地震才变得清晰起来。贾说，这场地震释放的能量占地震释放能量的70%以上。

“第三次活动很特别，因为它规模巨大，而且很安静，”贾说。“在我们通常查看的(地震监测)数据中，它几乎是看不见的。”

正如南桑威奇群岛地震所证明的那样，预测复杂地震的危害可能很困难。美国地质勘探局最初报告的震级为7.5级，第二天才增加到8.2级，因为这次意外的海啸袭击了距离震源1万公里以外的海岸。

“我们需要重新思考减轻地震海啸危害的方式。要做到这一点，我们需要快速准确地描述大地震的真实规模，以及它们的物理过程，”贾说。

因为这种类型的地震会导致意想不到的海啸，所以提高我们的预测是至关重要的。“对于这些复杂的地震，地震发生时，我们会想，‘哦，那不是那么大，我们不必担心。然后海啸来袭，造成了很大的破坏，”新加坡地球天文台的地质学家朱迪思·哈伯德说，她没有参与这项研究。“这项研究是一个很好的例子，说明我们如何理解这些事件是如何发生的，以及我们如何更快地发现它们，以便我们在未来得到更多的警告。”

偷偷摸摸的地震信号

当地震发生时，它会在地球上发出振动波。全球地震监测网络利用这些地震波来确定地震的时间、地点、深度和震级。贾说，常见的监测通常集中在短周期和中期的波浪上，而长周期的波浪可以被忽略。但是，即使将长时间的监测纳入本身，也不足以捕捉到具有混乱地震信号的复杂地震。

贾说:“很难发现第二次地震，因为它被第一次地震掩埋了。”“像这样的复杂地震很少被观测到。如果我们没有使用正确的数据集，我们就无法真正看到其中隐藏的东西。”

贾说，简单的地震很容易被精确定位和描述。但是一个混乱的地震需要仔细地分解成它的组成部分，以找出是什么独特的简单地震组合构成了这个复杂的地震。

贾和他的同事们开发了一种算法来梳理这些混乱地震中的地震信号。通过将复杂的地震信号“分解”成更简单的形式，使用不同周期(从20秒到500秒不等)的波，该算法可以识别不同次地震的位置和性质。这类似于一个拥有完美音高的人同时听到五个不和谐的音符，但能够识别每个音符。

哈伯德说:“我想，很多人都对在这样的事件中工作感到害怕。“有人愿意真正深入研究数据，找出答案，这真的很有用。”

Jia和Hubbard都提到了一个长期目标，那就是实现对复杂地震的自动化探测，就像我们对简单地震的探测一样。在2021年的地震中，海啸到达海岸时已经很小了，而偏远的火山岛上的大多数永久居民都是企鹅。但是，如果复杂的地震引发更大的海啸或袭击人口稠密的地区，就会造成严重的危害。