Co-seismic and Post-seismic Seismic Velocity Changes Along the Sagaing Fault Following the 28 March 2025 Mw 7.7 Myanmar Earthquake: Insights from Ambient Noise Interferometry and Volumetric Strain Modelling

地球并非一块静止、不变的岩石；它是一个不断移动和调整的生命系统。当一场剧烈的地震发生时，它所做的不仅仅是震动地面和推倒建筑物。它向地壳的结构本身发送了一股冲击波，使岩石中产生了微小的裂缝，并重新排列了深层地下流体的压力。科学家早已知道，这些剧烈的事件会改变地震波在地面中传播的速度。可以将地球的地壳想象成一块海绵：当它被挤压或撕裂时，声音在其中传播的方式也会随之改变。通过聆听地球持续不断的低频隆隆声——即由海浪和风击打海岸所产生的噪声——研究人员可以测量这些细微的速度变化。这种技术使他们能够观察地震期间地面是如何受损的，以及随后它是如何缓慢开始愈合的，从而为我们提供了一个观察控制地球稳定性的隐藏机械过程的窗口。

2025年3月28日，一场震级为7.7级的强震袭击了缅甸中部，沿着萨迦川断裂带（Sagaing Fault）撕裂，这是一个两个构造板块相互摩擦的巨大地质边界。破裂长度接近500公里，给曼德勒等城市造成了广泛的破坏。在这场灾难之后，一个研究小组将注意力转向了地面本身，利用四个敏感的监听站来监测地震如何改变地震波的速度。通过分析2025年3月至4月期间的连续环境噪声记录，他们能够追踪地壳的即时损伤及随后的恢复情况。他们的研究结果揭示了一个关于破坏与部分愈合的清晰故事，显示出靠近断层的地面遭受了最严重的破坏，而远离断层的区域受到的影响则轻微得多。

研究人员观察到，在主震发生后，地震波速出现了剧烈的下降。在距离断层最近的工作站，波速下降了近2%，这一显著变化表明岩石已经发生了破碎和弱化。当他们观察位于较远处的观测站时，这种效应逐渐减小。在大约140公里的距离处，速度下降了约0.6%；而在距离最远、超过360公里的观测站，这种变化几乎察觉不到。这一模式证实了地壳的物理损伤集中在断层线附近，即震动最剧烈的区域。地面本质上变得更加多孔且破碎，导致地震波传播得更慢，就像声音在破碎的墙壁与坚固的墙壁中传播时的差异一样。

这项研究之所以特别具有洞察力，是因为研究人员将这些速度变化与地震期间地面被拉伸或挤压的具体方式联系了起来。他们模拟了静态应变，即由于断层滑动导致的地球地壳永久性拉伸或压缩。他们发现，速度下降最大的观测站位于一个地面被拉开、即发生“扩张”（dilation）的区域。这种拉伸可能扩大了现有的裂缝并创造了新的裂缝，从而放大了破坏程度。相比之下，较远的观测站则位于地面受到轻微压缩的区域。这种压缩作用就像一个夹具，将岩石固定在一起，防止了部分原本会因震动而造成的破坏。这表明，虽然剧烈的地震震动会在各处产生初始裂缝，但断层的底层应力场决定了在任何特定位置破坏的具体严重程度。

在最初的冲击之后，地面开始了一个缓慢的恢复过程。随着岩石中的微小裂缝开始闭合以及地壳内的压力趋于稳定，地震波速开始回升。然而，这种愈合并不完整。即使在地震发生一个月后，地面仍未恢复到震前的状态，尤其是在断层附近。研究人员注意到，这种恢复并不是平稳、持续的上升过程；每当发生强烈的余震时，速度曲线就会出现小幅下降。这表明地壳仍在进行调整，新的应力正在释放，而旧的裂缝正在重新开启。数据还排除了其他潜在原因（如强降雨或大气压变化）导致这些变化的可能，确认了所观察到的效应纯粹是地震对岩石机械影响的结果。

该研究得出结论，地球对重大地震的反应是即时剧烈震动与缓慢永久性应力变化之间复杂的相互作用。最严重的破坏发生在地面被拉伸的地方，而恢复是一个可以持续很长时间的渐进愈合过程。通过聆听地球持续不断的低鸣，科学家现在可以绘制出这些隐形的伤痕，并了解地球是如何自我修复的。这些知识对于理解地震多发地区的长期风险至关重要，它提醒我们，即使在震动停止之后，我们脚下的土地仍在不断变化与适应。