藉由测量地表的变形，配合板块移动的速度与方向，推算地壳的应变量，就可以找到断层两侧岩层被「卡住」的区域，进而估计地震可能的发生时间与规模大小。但是，几乎所有的观测站都设置在陆地上，而绝大部分的断层却都在海底下。如果我们能降低海面下观测仪器的成本，或是利用创意发展出新的观测工具，人类就有机会做好更充分的准备，来面对地震与海啸所造成的灾害。

2011年3月11日，发生在日本东北的大地震，其规模远远地超过地震学家所预估的大小。巨大的海啸越过了福岛核能电厂所筑起的高墙，造成当地居民难以估计的损失。其实早在二十年前，地震学家就已经了解地表变形与地震发生之间的关联性。因此大量的观测站一一被建立，几乎是无时不刻在监视着地球表面的一举一动。只不过全世界最主要的断层带，以及所有最关键的地表变形，都在海面底下的海床；但是绝大部分的测站，却都是建立在陆地上头。

目前地表上最被大量使用的观测工具，就是利用接收全球卫星定位系统的讯号，精确计算地表每一点的变形程度。配合量测板块间相互移动速度与方向的大小，可以找出两个板块「卡住」的位置，进而推算断层真正发生错动时，可能释放出来的能量大小。例如北美洲西部的圣安得列斯断层，土耳其的北安那托利亚断层，以及中国境内的断层。但是全世界活动最为频繁的大断层—隐没带，却都是位在海中。像这次引发日本东北海啸的大地震，就发生在距离岸边两百公里远的海面之下。

在海洋地区的板块隐没进入陆地地区的板块之下时，利用陆地地表所发生的变形量，其实是可以推估下方隐没板块与被隐没板块之间卡住的位置，但是这个位置深度大约已经是30～50公里深，而容易造成海啸的地震断层，则是浅部的地震，在海面底下的那些。

因为全球卫星定位系统的卫星讯号没有办法穿透海水，所以我们无法使用和陆地上相同的方法量测地表变形。目前地震学家是先将数个声纳收发器安置在海床上，然后驾船并以全球卫星定位系统定位，再从海面上使用声纳与海床上的仪器互传讯号，配合三角定位法定出声纳收发器在海床上的位置。

利用这个方法，可以精确地测量海床表面的变形量，用以推估地震发生的可能性与规模大小。但是这个方法目前仍相当昂贵，摆设一组海床上的声纳收发器，外加出海一趟进行量测所需要的费用大约是一百万美金。即使像日本这样注重地震观测的国家，也只在东北外海摆放了四组仪器。而地震发生之前，仪器所在的位置（位在被隐没板块之上）持续向陆地方向前进，直到地震发生，仪器一次向海的方向前进了24公尺之多，造成了这次的大地震与海啸。

未来，如果能够更大量放置这一类的仪器在海洋中，配合定期量测，将能够提供对地震发生更准确地估计。但是除非观测的费用能大幅下降，否则恐怕很少国家能够负担得起。但其实测量海床变形的方式并不一定要局限在使用全球卫星定位系统，例如倾斜测量仪就是另一种可能的测量方式。因此，如何降低仪器的成本，或是开发出新的观测方式，都将是值得努力的方向。

原始论文：

Newman, A. V. , 2011, Hidden depths, Nature, V.474, P.441～443