1960年5月，有记录以来最大的地震袭击了智利海岸，其力量波及全球。这场9.5级地震夷平了村庄，引发了山体滑坡，触发了火山喷发，并引发了海啸，海啸摧毁了夏威夷、日本、菲律宾、新西兰和加利福尼亚的海岸线。地质学家们可能会花一辈子的时间来重建这次事件的地震动力学。但在过去几年里，他们对这场地壳风暴来临前的平静更感兴趣。
在剧烈震动发生前的15到20分钟，离岸断层发生了深层滑动，这在地表完全没有引起任何震动。这种持续数分钟到数年的运动被称为慢地震或无声地震，只有最灵敏的仪器才能探测到它们。随着GPS等技术进步，现在在其他著名的断层也探测到了慢地震。它们为长期困扰地质学家的深层地壳构造和行为提供了线索。它们还为预测地震带来了诱人的前景。
加拿大地质调查局不列颠哥伦比亚省悉尼分部的研究科学家赫伯·德拉格特（Herb Dragert）说：“这些微小的运动表明深处正在发生一些事情。它们完全出乎意料。”他最近描述了太平洋西北部的一次无声地震。
慢地震表明，常规地震的成因可能比任何人以前想象的都要深得多。最严重的地震发生在俯冲带，即地壳表面的一块潜入另一块下方。这种运动是由下方地幔的无情热量驱动的，热量推动着板块运动。在俯冲过程中，构成构造板块顶部的坚硬岩石可能会被锁定。然后，当下伏的俯冲板块继续下滑时，被锁定的部分压力会逐渐增大，直到地壳破裂并发生位移以释放应变。破裂只需几秒钟，并产生冲击波，从断层失效处迅速传播开来。正是这些巨大而快速的地震波造成了损害。
太平洋西北部普吉特湾周围的GPS监测站（粉色）探测到1999年夏季地表向西移动的点（黄色箭头）。图片来自Orbimage/NASA。
德拉格特说：“如果发生大地震，地表移动几英尺，你不需要GPS也能知道。”
慢地震的存在意味着地表以下数英里不那么明显的位移可能会使被锁定的地壳达到破裂点。但这些深层扰动更难探测。在GPS出现之前，华盛顿特区卡内基研究所的塞尔温·萨克斯（Selwyn Sacks）利用埋在地下的应变仪（测量地表岩石的压缩和膨胀）数据，发现了一些关于慢地震的最早证据。应变仪包围着所谓的南海海槽，菲律宾海板块在此俯冲到日本西南部下方。萨克斯表明，在1978年近海地震发生后的几个小时内，造成地震的板块继续相互滑动了多达三英尺——但地表却没有通常的剧烈震动。无声破裂沿着断层线延伸到陆地，使一座温室的结构发生倾斜，却没有打破任何玻璃。
1989年，萨克斯在卡内基的同事艾伦·林德（Alan Linde）回顾了1960年地震导致的智利海岸线海拔变化。他推断，通过检查被淹没的树木和暴露的浅滩的模式，他可以估算出底层断层发生的总运动量和位置。林德证实，无声滑动必定发生在产生常规地震的坚硬地壳下方很深的地方。“你必须有一个沿着断层平面向下延伸至少180英里的滑动，”他说。“这意味着：当慢滑动发生时，它会增加[上覆]地震带的应力，并可能引发大地震。”
在慢地震被发现之前，地质学家们认为俯冲板块的下部会平稳地滑入地球深处，没有任何阻力。德拉格特说：“我们过去认为那里太热了，不可能积累应力。”相反，似乎加热的岩石会像地壳一样粘住和滑动，只是速度更缓慢。慢滑动对地壳的拉扯比地震更轻柔。它们会引发低频地震脉冲，完全不产生冲击波，只在地表产生微弱、瞬时的位移。即使是早期的GPS监测器，每年或每两年对给定地点采样一次，也无法捕捉到这些信号。
美国地质调查局门洛帕克分局的地球物理学家韦恩·撒切尔（Wayne Thatcher）说：“从这些数据来看，没有任何证据表明这种运动不是稳定的。”
亚利桑那大学图森分校的地震学家乔治·赞德（George Zandt）说，慢地震区域令人惊讶的粘性可以帮助地质学家确定地球地幔中存在的压力、温度和矿物质。随着墨西哥城和圣安德烈亚斯断层附近人口稠密地区发现越来越多的慢地震，地质学家们想知道它们是否能用于预测常规地震。林德说：“没人真正知道答案。”他承认，15分钟的预警可能对智利地震没有太大帮助。
现在很清楚，慢地震可以在地震活动之前或之后发生——甚至，正如德拉格特所说，与地震活动“完全独立”。
去年春天，中央华盛顿大学埃伦斯堡分校的一个团队宣布，自1992年以来，太平洋西北部已发生八次无声地震。这项分析依赖于从西雅图到温哥华岛的GPS站，那里每年沿海地壳会因海洋板块向内陆俯冲而被压缩约四分之一英寸。GPS数据显示，大约每14个月，地壳就会向海洋方向回弹一点，这表明板块粘性深层区域的应变正在缓慢释放。这种回弹需要两到四周。如果它一次性发生，这种运动将产生高达6.7级的地震。
与林德一样，德拉格特认为慢地震增加了地壳锁定区的应力，增加了发生大地震的可能性。但太平洋西北部的断层不像日本或智利的断层那样活跃，该地区平均每600年才发生一次大地震。上一次发生在1700年。因此，德拉格特说，一个单独的无声事件——即使有6.7级的巨大冲击——也不太可能很快将板块推向极限。另一方面，几百年后，一次单独的慢地震很可能会。他说：“我们最好知道这些小抽动何时发生。”
撒切尔补充说：“我们真正需要的是，为了了解它们对地震预测的价值，能够长期系统地收集许多不同地点的数据。”他和他的同事可能很快就会获得这种能力。如果国会批准，一个由GPS站和应变仪组成的密集网络，称为板块边界观测站，将很快覆盖地震活跃的美国西部大部分地区，传输关于断层带和火山内部活动的连续数据流。
撒切尔说：“我们从未拥有如此敏感地倾听地球的资源或能力。”“最终，地球本身会告诉我们，我们是否能够预测地震。”
