從曆史上來說，日本是一個火山和地震等地質災害頻發的國家。2011年3月11日發生于日本東北部太平洋海域的裏氏9.0級大地震是日本有記載以來的最強烈地震之一。地震引發的巨大海嘯給日本多地造成嚴重破壞和生命財産損失。一項最新研究顯示，日本海溝俯沖帶已經出現超過50米的淺層位移。陸上沉積物研究表明該地區每隔1000年至少發生3次類似規模的大型地震。
日本海溝由太平洋板塊和亞歐大陸板塊碰撞形成，也是3.11東日本大地震的發源地。1月27日發表于《自然通訊》上的一項研究中，研究人員使用全新技術研究日本海溝中出現的多條斷層線，揭示了該斷層帶存在大地震的悠久曆史。加州大學聖克魯斯分校海洋科學副教授Prtigya Polissar表示，類似地震在過去可能多次導致大規模海嘯。
研究團隊開發了一種全新技術——通過分析沉積岩中捕獲的有機物分子來評估斷層線附近的地震滑移曆史。這些“生物標志物”由海藻和其他生物合成，如果地震時斷層發生滑移，就會被滑移産生的熱量破壞。利用過去十年中大量實驗室測試數據，研究人員可以量化這些生物標志物的熱演化數據並重建斷層曆史溫度。
2012年，日本海溝快速鑽探項目（JFAST）深入日本海溝斷層帶並抽取岩心，研究人員得以首次對地震期間斷層滑移産生的摩擦熱進行直接測量。論文合著者，地球與行星科學副教授Heather Savage表示，生物標志物爲檢測岩石中的永久變化和斷層加熱曆史提供了一種獨特的方法。種種證據顯示，所有不同岩石類型的斷層帶都存在較大的地震滑移曆史。
研究人員指出，根據斷層帶摩擦特性的差異還無法確定較大的淺層滑移或地震危險的可能性，該技術尚無法用于精確預測地震。
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