揭示2024年能登地震（M7.6）破裂区的造海啸断层构造

这对沿海社区为何重要

2024年元旦，一次发生在日本能登半岛近海的强震引发了冲击近岸的海啸。很多人都问同样的问题：到底是哪一道地壳断裂抬起了海床，将海水推向陆地？本研究利用高分辨率的海底声学成像和波浪数值模拟，精确定位最可能产生海啸的近海断层构造，提供线索以改进沿海地区的未来灾害评估。

近探日本海下方

日本海东缘长期发生强震，因为旧的地壳裂缝在持续挤压中被重新激活。围绕能登半岛，自2018年以来小地震逐步累积，并在2020年底明显增强，最终在2024年1月发生了7.6级的大震。科学家通过余震分布和卫星测量掌握了破裂的大致区域，海啸调查也在部分海岸记录到约5米左右的波高。但确切移动的近海断层以及其形态如何影响海啸规模尚不清楚，因为早期调查使用的是相对低分辨率的数据。

成像海底的一条破碎岩带

2024年3月，研究团队用考察船拖曳水下麦克风阵列并向地壳发射受控声波脉冲。通过记录回波并将走时转换为深度，他们构建了浅层海底地层的清晰剖面。这些地震反射图像揭示了一个显著特征：一条宽约2.5到3.8公里、长约30公里的带状区域，岩体高度破碎、褶皱并被向上推移。团队将这条带称为大型变形带。它位于2024年地震的主要破裂区之内，形成于一条向上切向海底的陡倾逆断层之上，并有若干较小的侧向断层分支延伸至接近海底处。

既有滑动的活动断层与大多保持静止的断层

在大型变形带内，主断层向东南陡倾，似乎是更深处一条向下缓曲断层的浅部延伸，而那条深部断层在地震中实际发生了滑动。分支断层及相关的“隆起”构造表明该处地壳部分也发生侧向滑动，而不仅是上下位移。地震剖面和海底形态显示该地区长期抬升与侵蚀，符合2024年观测到的最多约3米的海床上升量。研究者还成像了更北侧的其他近海断层，这些断层倾向相反，明显切穿海底，形成高耸的水下陡崖。这些断层在地质上表现为活跃，但证据表明它们在2024年事件中滑动甚微，若有贡献也非常有限。

检验哪些断层产生最大波

为将这些构造与岸上的实际波高联系起来，团队将绘制的断层形貌输入海啸数值模型。他们改变不同断层段的滑动量，并将计算得到的沿岸波高与本州岛及附近岛屿的现场淹没测量值进行比对。最符合观测的是那些模型：大型变形带中向东南陡倾的主断层滑动约6到7米，而更北侧向西北陡倾的断层滑动至多约1米。主近海断层的这一滑动量自然产生了与观测到的约3米海床抬升一致的结果，并且比早期采用更简单断层形状和更小滑动量的模型更好地再现了能登沿岸测得的海啸高度。

这对未来海啸风险意味着什么

对非专业人士来说，关键信息是：并非所有邻近断层在海啸危险性上都相同。该研究表明，一条位于能登半岛近海的相对狭窄的破碎岩带，位于一条随深度弯曲且陡倾的断层之上，是2024年最有效的海啸制造者。该地区的其他断层仍有发生地震的潜在风险，但在这次海啸中并未发挥主要作用。通过将详细的海底成像与现实的波浪模拟结合，研究为识别日本海下哪些隐伏构造最有可能在未来大地震时抬升海床并将水推向岸边提供了更清晰的图景。

引用: Park, JO., Mohammadigheymasi, H., Yamaguchi, A. et al. Tsunamigenic fault structures revealed in the 2024 Noto earthquake (M7.6) rupture area. Sci Rep 16, 12046 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-48075-4

关键词: 能登地震, 海啸生成, 海底断层, 海床抬升, 日本海