固体力学学报
    主页 > 综合新闻 >

新研究发现“慢动作地震”或可揭示大地震会在


地震

天然地震(英文:earthquake),又称地动、地振动,是地壳快速释放能量过程中造成的振动,期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞,造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂,是引起地震的主要原因。地震的发生往往是瞬间的,而且在短时间可以释放很大的能量。


大地震中的游泳池

2010年2月27日当地时间03:34,智利遭受了一个世纪以来最强烈的地震之一袭击。震惊引发了海啸,摧毁了沿海社区。合并事件造成500多人丧生。震动是如此强大,以至于据美国航空航天局(NASA)估计,它使地球的自转轴移动了整整8厘米。


就像几乎所有最强烈的地震一样,这是一次特大推力地震。发生在俯冲带,一个板块被迫压在另一板块之下。如果这些板块突然错动,那么您将遭受一次大地震。2010年智利地震为8.8级,强度足以使建筑物脱离地基。

我们对俯冲带的了解还很少,这就是为什么法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学的地球物理学家Anne Socquet教授计划访问智利的原因。她想安装地震监测仪器来收集数据。她在地震发生一周后才到达。她说:“那太可怕了。” “我们租的公寓的墙壁上有裂痕,可以把拳头放进去。”

Socquet教授说,大多数研究特大推力地震的人都把重点放在紧接主震之前的前震上。但是,巨推力地震的一个不同寻常的特征是,几年之后,它们通常还会伴随着一系列其他非常强大的巨推力地震,震中距数百公里。例如,2010年智利地震之后,2014年,2015年和2016年发生了其他事件,集中在智利海岸上下地区。索克特教授想研究一下特大推力地震的这些序列,并研究这些大地震之间的潜在联系。与以前相比,这需要对地震和大地测量数据进行更仔细的检查。


慢动作地震

地球的地下是一个非常活跃的地方,地下深处的板块的运动和摩擦形成了我们在地表上看到的地貌,地下的活动控制着上方危险的强度。虽然地震和火山爆发期间的地球运动已通过精密的仪器记录下来,经过研究人员的分析并受到统计学的约束,但它们并不能说明脚下移动板块活动的全部故事。

在过去的二十年中,全球定位系统的到来-包括具有捕获毫米级别运动的极为灵敏的传感器的接收器-已使科学家可以发现以前难以解开的地震的现象。其中包括所谓的缓慢滑动事件或缓慢移动的地震,这种滑动和普通地震不同更像一场“慢动作”的地震。

这些缓慢的滑动事件在世界各地发生,可能有助于引发更大的地震。最大的慢滑事件发生在俯冲带,一个构造板块俯冲到另一个板块之下,最终在数百万年的时间里形成了山脉和火山。由斯坦福大学的研究人员制作并于6月15日在线发表在《固体力学与物理学》杂志上的新计算机模拟可能解释了这些隐藏的运动。

研究合著者埃里克·邓纳姆(Eric Dunham)表示:“慢滑是一个令人着迷的现象。慢滑事件既如此普遍,也是如此难以解释,这是一个困扰我们的难题。”斯坦福大学地球,能源与环境科学学院(斯坦福大学地球学院)地球物理学教授。“我们已经知道慢滑的存在超过有近20年的时间了,但对于为什么会发生这种现象,人们仍然知之甚少。”


GPS站揭示了卡斯卡迪亚(Cascadia)下的活动,海底在北美下方滑动。板块界面被锁定在较浅的深度(阴影区域),但是我们看到反复出现的缓慢滑动事件(蓝色)解压缩了板块界面,从而产生了震颤(黑点)。

这些事件由于其不稳定但缓慢的性质而特别难以解释。断层的运动不是平稳地滑动,而是周期性地滑动,加速,但从未到达发出足以供人类察觉的地震波的地步。尽管它们很难被检测到,但缓慢的滑动事件可能会累加。

所谓的“慢滑”或“无声”地震的行为更像是常规地震,而不是以前认为的那样。这一发现为地球科学家打开了大门,使他们可以将这些频繁发生的非破坏性事件作为易于研究的类比,这将有助于他们找出造成地震的动因。发生在数周过程中的缓慢滑动事件可能释放出与一分钟长的7.0级地震相同的能量。因为它们发生在地球深处,并且释放能量的速度很慢,所以表面的变形很小,尽管缓慢的事件可能会影响数千平方公里的面积。因此,只有在GPS技术改进到可以跟踪非常微小的变化时才注意到它们。但并非每每次摩擦力减慢都发生慢滑事件; 到目前为止,仅在少数几个地点发现了它们,包括西北太平洋地区,日本,墨西哥和新西兰。