科學家發現阻止大地震的隱藏“煞車”

這種一致性在地震科學中非常罕見。研究人員長期以來一直在努力解釋這種模式如何可靠地持續下去。

現在科學家表示他們終於找到原因了。一項新研究發表在期刊上 科學 它揭示了斷層內的特殊區域充當了天然煞車系統，可以阻止更大的地震一次又一次發生。

「我們知道這些障礙物已經存在很長時間了。但問題是這些障礙物是由什麼構成的？為什麼它能可靠地阻止地震？一個又一個週期，」該研究的主要作者、印第安納大學伯明頓分校文理學院地球與大氣科學助理教授、地震學家宮建華說。

龔與伍茲霍爾海洋研究所、加州大學聖地牙哥分校史克里普斯海洋研究所、美國地質調查局、波士頓學院、德拉瓦大學、西華盛頓大學、新罕布夏大學和麥吉爾大學的研究人員合作。他們一起關注戈法爾轉換斷層，該斷層位於厄瓜多爾西海岸附近的東太平洋海岸。為了解開圍繞這些反覆發生的水下地震長達數十年之久的謎團，

戈法爾斷層與重複地震

戈法爾斷層是一條深層水下斷裂。太平洋和納斯卡構造板塊以每年約 140 毫米的速度相互移動。轉換斷層是構造板塊並排水平移動的區域，戈法爾已成為海底研究最深入的例子之一。

這個斷層之所以特別不尋常，是因為大地震幾乎在同一個地方開始和結束。在發生大地震的地區之間將會出現較安靜的斷層線，這些斷層線似乎可以吸收應力而不會造成大的破裂。科學家稱這些區域為“障礙”，但到目前為止，這些區域的確切作用仍不清楚。

為了進行調查，研究人員使用了兩次大型海底實驗中收集的數據。第一次發生在 2008 年，並在 2019 年至 2022 年執行任務期間再次發生。科學家在海底放置了一台地震儀。它是一種設計用於直接檢測海底地震的儀器。以及戈法爾斷層的兩個部分。

本儀器記錄小地震。兩次重大六級事件前後發生了數萬起破裂。這些數據使研究人員能夠詳細了解斷層在大破裂之前、期間和之後的表現。

隱藏在海底深處的「屏障」。

研究小組在兩個屏障區域發現了驚人相似的模式。在大地震發生前的幾天和幾週內，屏障區經歷了一次小地震爆炸。大地震發生後，這些地區幾乎完全一片寂靜。

由於這種行為出現在相隔 12 年研究的兩起不同的犯罪行為中，因此研究人員得出結論，這兩種情況都是由相同的物理過程造成的。

研究發現，障礙物並不是岩石未使用的部分。但這是一個非常複雜的區域，缺陷被分成許多條線。這些線之間的小橫向偏移（範圍為 100 至 400 公尺）在斷層結構內形成局部開口。就像一個小空間。裂縫內

研究人員也發現了海水已深入這些斷層帶的證據。當結合起來時，不規則的形狀和滯留的液體為分層過程創造了條件。 「強化擴張」

自然地震「煞車」如何發揮作用

在大地震期間，沿著斷層的突然運動導致充滿液體的岩石內的壓力迅速下降。當這種情況發生時，多孔石頭會暫時將其鎖定到位。這可以在破裂進一步擴散並變得更大之前減緩或阻止破裂。

事實上，屏障區的作用就像斷層內的內建煞車。

「這些障礙不僅僅是景觀的一個特徵，」龔解釋道。 “它們是斷層系統活躍且動態的一部分。了解它們的工作原理會改變我們對這些斷層地震極限的思考方式。”

戈法爾斷層遠離任何人口稠密的海岸線，因此地震本身對人們構成的直接威脅不大。然而，這項發現可能對世界各地的地震科學產生更廣泛的影響。

對地震預報的影響

與戈法爾類似的轉換斷層在世界各地的海洋中都有發現。科學家早就注意到，沿著這些斷層發生的水下地震往往比地質條件允許的要小。就好像某種自然機制限制了它的最大尺寸。

新的研究表明，像戈法爾這樣的屏障區可能在海底很常見。如果是這樣的話，它們可能會充當無處不在的天然地震制動系統，防止破裂升級為更大的事件。

研究人員表示，這些發現可以改進用於評估世界各地水下斷層地震危害的地震模型。包括靠近主要沿海人口的地區。

這項研究由美國國家科學基金會資助。以及加拿大科學與工程研究委員會。