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科学家捕捉到正在发生的慢地震

发布日期: 2025-07-01来源:美国德克萨斯大学奥斯汀分校 【字体: 打印 关闭本页

   

  在海底大断层带释放构造压力的过程中,科学家首次探测到慢滑移地震。 

  记录显示,这场慢地震沿着日本海岸附近引发海啸的那部分断层线蔓延开来,起到构造减震器的作用。德克萨斯州大学奥斯汀分校的研究人员将这一事件描述为地球两个构造板块之间断层线的缓慢解压。 

  研究成果发表在《科学》杂志上。 

  “这就像波纹在板块交界处扩散开来一样,”乔希·埃金顿说。这项研究工作是埃金顿在德克萨斯大学地球物理研究所读博期间开展的。慢地震是一种缓慢发生的地震事件,发展过程需要数天或数周。这类地震在科学界属于相对较新的范畴,被视为地震循环过程中积累和释放应力的重要过程。在日本的南开断层沿线得到的这些新测量数据证实了这个论点。 

  这项突破性研究是通过安装在远海关键区域的钻孔传感器实现的,这里的断层位于海沟最靠近海底的地方。安装在钻孔中的传感器可探测到哪怕是最微小的移动,小到几毫米,研究项目负责人、德克萨斯大学地球物理研究所主任德米安·赛佛尔说。这种发生在浅断层上的移动,对于GPS这类陆地监测系统而言,是完全无法察觉到这类运动的。 

  2015年秋天,研究团队的传感器捕捉到一次缓慢滑动的地震。浅源地震可能引发海啸,在靠近海底区域的断层尾部传播,缓解了危险地段的构造压力。2020年又发生一次同类慢地震。 

  尽管南开断层已知会引发大型地震和海啸,但这个发现表明,断层本身没有给地震和海啸提供能量,反而更像是减震器。研究结果将有助于研究人员深入了解环太平洋火山地震带上俯冲断层的行为,地球上最大的地震和海啸就发生在这个构造带。 

  现在的详细分析表明,这两次慢地震都呈现穿越地壳的变形波纹。两起事件均始于距离日本海岸约30英里的地段,钻孔传感器追踪了沿断层的解压动作,先向海洋延伸,然后在大陆边缘消散。 

  每次慢地震都在数周的时间内沿着断层传播20英里,而且每次地震都发生在地质流体压力高于正常水平的地段。这个发现非常重要,有力地证明流体是慢地震的关键要素。此观点已在科学界广为流传,但至今尚未找到直接的关联。 

  日本南海断层上一次发生大地震是在1946年。这场8 级地震摧毁36,000户家庭,造成1,300多人死亡。尽管未来仍有可能发生更大规模的地震,但观测结果表明,这个断层至少会将部分积聚的能量以定期且反复出现的慢地震形式释放出来,不会造成损害。慢地震的位置也很重要,表明最接近地表的断层部分独立释放构造压力,与断层的其他部分无关。 

  有了这些知识,科学家就可探索断层的其他地段,更好地了解断层整体的危险程度。赛佛尔说,这些知识对于理解其他断层也非常重要。 

  例如,面向太平洋西北部的美国卡斯卡迪亚这大型地震断层,就没有日本南开断层那样的天然减震器。尽管在卡斯卡迪亚发现一些慢滑移迹象,但在可引发海啸的断层尾部,没有发现任何滑动,表明断层可能被强力锁定在海沟里,赛佛尔说。 

  “我们知道这里曾发生过9级地震,还可能引发致命的海啸,”赛佛尔说。“卡斯卡迪亚有释放累积应变的吱吱声和咕噜声吗?海沟附近的断层寂静无声吗?我们在南开证明这种高精度监测方法的价值卡斯卡迪亚显然是验证这个方法的首选地区。” 

  日本研究中使用的钻孔观测站由综合海洋钻探计划设立,其他数据由日本海洋地球科技研究所运营的海底电缆观测站提供。