第一幅地震断层带高精度图像改变了我们对地震的认识

第一幅地震断层带高精度图像改变了我们对地震的认识 地震通过沿单一断层面的单次强震释放应力的观点可能需要纠正。卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）与德国地球科学研究中心（GFZ）及其他国际机构合作开展的最新研究表明，地震发生在包含多个断层面的区域内，其中一些断层面是平行的。据作者称，研究结果有助于为俯冲带的地震和地震灾害创建更逼真的模型。该研究发表在《自然》杂志上。由第一作者、来自 KIT 的 Caroline Chalumeau 领导的国际研究小组对南美洲西海岸厄瓜多尔的一系列地震进行了调查。在那里，太平洋板块俯冲到南美洲大陆板块之下。俯冲反复导致非常剧烈的地震。最近在台湾发生的一系列地震也可归因于俯冲作用，其中 4 月初发生的主震造成 9 人死亡，并给台湾东海岸造成广泛破坏。草图显示了 100 米至 600 米厚的地震带，断层面（5 米至 20 米厚）和断裂就位于其中。资料来源：Caroline Chalumeau 博士、Hans Argurto-Detzel 博士、Andreas Rietbrock 教授、Michael Frietsch 博士、Onno Oncken 教授、Monica Segovia 博士、Dr.Onno Oncken 教授、Monica Segovia 博士、Audrey Galve 博士：俯冲界面多断层网络的地震学证据。自然》，2024 年。DOI: 10.1038/s41586-024-07245-y研究小组分析的厄瓜多尔系列地震始于 2022 年 3 月 12 日，止于 2022 年 5 月 26 日。最严重的地震（5.8 级）发生在 3 月 27 日，并在短时间内引发了许多较小的余震。当时，该地区有一个由 100 个地震仪组成的密集网络。该网络是为"佩德纳莱斯地震断裂带俯冲断层高分辨率成像"（简称 HIPER）近海实验而建立的。研究人员利用 HIPER 试验提供的异常详细的数据，并利用人工智能技术，以极高的分辨率绘制了 1500 多次地震及其各自在 15 至 20 公里深处的断层平面图。第一作者、来自 KIT 地球物理研究所（GPI）的 Caroline Chalumeau 博士说："我们观察到，地震的震级发生在原发区域（即所谓的主震）和次生区域（即余震）。在原发区域内，我们观察到地震发生在几个不同的断层面上，而且往往相互重叠。在一些地方，出现了平行的地震活动平面，而在另一些地方，只有单一的地震活动平面"。地震的平行性与具体深度无关。GPI 的安德烈亚斯-里特布洛克（Andreas Rietbrock）教授说："有迹象表明，以前那种认为应力是由沿单一断层面的单一强震释放出来的观点可能已经成为过去。相反，我们更应该谈论的是在一次地震中一系列断裂释放的断层网络"。对厄瓜多尔地震系列的分析还提供了有关余震的新见解。Chalumeau 说，这些余震首先发生在主震震中附近，然后逐渐向其他方向传播。她由此得出结论，余震在该地区的传播主要受余震滑动控制。德国地球物理学和天文学研究中心的 Onno Oncken 教授说："通过这项工作，Caroline Chalumeau 的团队首次展示了地震板块边界的清晰地震学图像。一方面，它证实了现有的地质观测结果，另一方面，它成功地用一种新方法解释了余震的传播。因此，以前关于流体扩散导致余震等假设被推翻了"。"研究结果对于评估俯冲带的地震风险也非常重要。"安德烈亚斯-里特布洛克说："这项研究将影响未来的地震建模，同时也会影响无地震滑动建模，即没有地震的板块运动。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

地质构造的转折：直布罗陀如何在未来封闭大西洋

地质构造的转折：直布罗陀如何在未来封闭大西洋 新研究揭示的直布罗陀俯冲带的缓慢活动表明，它可能很快会加速并导致大西洋的关闭，从而标志着地球地质演变的一个重要阶段。这一发现强调了俯冲入侵对塑造我们星球的重要性，并凸显了该地区发生重大地震活动的可能性。资料来源：美国国家航空航天局大西洋类型的海洋注定会不断扩张，最终将成为下一个超大陆的外部海洋。目前，地球的外部海洋是太平洋。太平洋中间也有一条裂缝，但它以俯冲带为界，因此最终会关闭。沿着它的边缘，地震和火山爆发比比皆是这种模式被称为"火环"。俯冲和海洋封闭每个威尔逊周期的海洋闭合阶段都要求内部海洋边缘从被动向主动（俯冲）边缘过渡。大西洋沿岸的大洋地壳古老而厚重，因此具备了俯冲的条件，但在俯冲之前，它必须断裂和弯曲。在自然界中，唯一能使这样的大洋板块断裂的力量是来自另一个俯冲带的板块拉力。但这不会自发发生。那么，内部海洋周围的俯冲是如何开始的呢？直布罗陀俯冲带从 3000 万年前到未来 5000 万年的演变示意图。摘自 Duarte 等人，2024 年。资料来源：João C. Duarte大西洋目前有两个俯冲带：小安的列斯群岛和斯科舍。但它们都不是在大西洋自发形成的；它们是在白垩纪时被太平洋的俯冲带所挤压，然后沿着大陆狭窄、几乎没有陆桥的转型边缘传播的。它们跃过了海洋。观测直布罗陀的潜没现象今天，在大西洋东岸的直布罗陀，我们有机会观察到这一过程的最初阶段，即所谓的俯冲入侵，而这一跳跃发生在不同的盆地这里是地中海。这是一个非常宝贵的机会，因为观测任何特定构造过程的起始点的机会都是有限的。而俯冲起始阶段很难观测，因为它几乎不会留下任何痕迹。俯冲一旦开始，就会抹去其初始阶段的记录；被俯冲的板块最终会进入地幔，再也不会暴露在地表（罕见情况除外）。地中海直布罗陀俯冲带的活动一直备受争议。直布罗陀弧形成于渐新世，是西地中海俯冲带的一部分。虽然我们可以在它下面的地幔中看到俯冲板块，但目前几乎没有进一步的运动。突出显示大西洋俯冲带的地图，西侧为发育完全的小安的列斯群岛弧和斯科舍弧，东侧为初生的直布罗陀弧。摘自 Duarte 等人，2018 年。来源：João C. Duarte杜阿尔特等人刚刚在《地质学》（Geology）杂志上发表的一篇新论文表明，直布罗陀是活跃的只是目前正处于缓慢运动阶段，因为俯冲板块非常狭窄，它正试图拉下整个大西洋板块。杜阿尔特解释说："[这些]是地球上一些最古老的地壳，超级坚固和坚硬如果它再年轻一些，俯冲板块就会直接断裂，俯冲就会停止。不过，它的强度还勉强够用，因此移动得非常缓慢。"俯冲的未来及其影响作者新开发的重力驱动三维计算模型显示，这一缓慢阶段还将持续 2000 万年。之后，直布罗陀俯冲带将侵入大西洋并加速。这将是大西洋东侧地壳循环的开始，也可能是大西洋本身开始关闭的开始，从而启动威尔逊周期的新阶段。从广义上讲，这项研究表明，俯冲入侵（即在外部海洋形成新的俯冲带，然后迁移到内部海洋的过程）很可能是大西洋型海洋中俯冲起始的常见机制，因此在我们星球的地质演化过程中发挥着关键作用。在当地，直布罗陀俯冲目前仍处于活跃期，这一发现对该地区的地震活动具有重要影响。在这一缓慢阶段，预计复发间隔时间会很长，但仍有可能发生高震级事件，如 1755 年里斯本地震，因此需要做好准备。关于直布罗陀弧的未来，还有许多问题有待解决。杜阿尔特下一步的工作重点之一是确定俯冲的确切几何形状，这需要评估附近大陆边缘的相对强度。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

周杰伦称“晃到不行” 专家分析中国台湾花莲县海域7.3级地震成因

周杰伦称“晃到不行” 专家分析中国台湾花莲县海域7.3级地震成因 地震后，周杰伦、林俊杰、刘若英、昆凌等多位明星，均第一时间发文提醒大家注意安全。周杰伦用“晃到不行”描述了地震发生时的情形，他的妻子昆凌则发文称：“希望大家平安。”接连强震给当地造成了不小的破坏，媒体报道称全岛摇晃了至少1分钟，花莲市有多处房屋倒塌，并出现山体滑坡，部分山脚小镇被吞没。宜兰著名景点龟山岛也稍微断了一部分，下方还溅起一团粉尘，画面十分惊悚。另外，整个台湾地区有30.8万户居民遭受停电影响，目前仍有仅9万户居民停电。地震发生后，国家自然资源部海啸预警中心发布海啸Ⅱ级警报(橙色)，预计可能会在震源周围引发局地海啸，对我国台湾沿岸局部区域造成灾害性影响，对我国福建、广东等东南沿海地区没有影响。日本气象厅发出了海啸警报，预计冲绳地区海面会有高达3米的海啸，呼吁当地居民疏散。据媒体报道，国家自然灾害防治研究院首任院长、中国地质大学（北京）教授徐锡伟表示，这次地震是菲律宾海板块与欧亚板块之间俯冲带上的一次地震。发震区域位于菲律宾海板块向北西斜向俯冲地带，由于菲律宾海板块的斜向俯冲在中国台湾地区及其东部海域除俯冲带外，还发育了左旋走滑的纵谷断裂（陆地）及其以西的近南北向逆断层系。徐锡伟表示，这个位置发生地震的特点是板块间碰撞俯冲导致地壳强烈缩短和斜向剪切变形，高震级地震频发。中国台湾地区气象部门表示，这是“921地震”发生25年后的最大地震，未来3天可能还会有规模7级地震发生。 ... PC版： 手机版：

#视频 上周发生在叙利亚与土耳其的连续两次强震已造成数万人死亡，这是土耳其几十年来最严重的地震事件。本则解释了大地震背后的科学原

#视频 上周发生在叙利亚与土耳其的连续两次强震已造成数万人死亡，这是土耳其几十年来最严重的地震事件。本则视频解释了大地震背后的科学原理：土耳其-叙利亚地区正处于地壳下三个独立板块的交界处，板块的移动使得断层线相互摩擦，产生的压力导致这一地带地震频发。

科学家发现海底大地震影响海沟地形变化的直接证据

科学家发现海底大地震影响海沟地形变化的直接证据 该垂直悬崖由沉积在日本海沟底部的软泥组成，在 2011 年特大地震中被抬升了约 60 米。这是首次观测到并直观记录海沟型地震的断层疤痕。资料来源：新潟大学之前从海面上进行的水深测量显示，该山脊之前并不存在，只是在大地震之后才出现的，其东侧还伴有断层。因此，他和甲板上的同事得出结论，悬崖是断层共震运动的表面表现。悬崖由未固结的软泥组成。比悬崖更低的斜坡被大量的软泥块碎屑占据，这些碎屑显然来自悬崖。在悬崖和碎屑块上观察到的尖锐断裂面和棱角分明的边缘表明，在软泥发生塑性流动之前，应力迅速增加，使软泥断裂，从而支持了悬崖的同震起源。载具穿越断层脊，利用声学应答器和压力计精确测量地形。山脊的高度和隆起量都表明，日本海沟断层的同震滑移量高达 80-120 米（数值取决于假定的底层断层倾角）。该潜水器能够潜入世界上最深的海底 11,000 米，因此被称为"全深度潜水器"。它使研究人员能够在大地震发生 10 多年后首次接近震中地区的日本海沟海底。如果没有使用这台潜水器进行现场观测，就不可能发现超深海中的断层疤痕。资料来源：新潟大学这一估计值大于之前对海沟轴线西侧斜坡下断层滑移的估计值（约 65 米）。他们认为，海沟内断层滑移过大的原因是太平洋俯冲板块顶面不平整，改变了断层的几何形状和稳定性，导致断层滑移局部增强。2011 年特大地震是日本本州岛东北部（鄂霍次克板块）与俯冲太平洋板块之间的板块边界断层断裂和滑动造成的。地震发生后，许多大地测量和地球物理研究提出，这种共震断层运动很可能传播到了海沟。由于近地表断层运动造成的地形变化是引发海啸的主要原因之一，因此准确了解深海海沟在 2011 年海沟型地震发生时的情况非常重要。然而，由于水深很深，没有潜水器（载人或遥控潜水器）能够进入日本海沟底部。该研究首次观测、直观记录并精确测量了一次海沟型特大地震造成的海沟地形变化（包括断层崖）。这些研究结果将有助于我们了解海沟型地震引发海啸的成因和危害。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

麻省理工学院发现天气因素在引发"地震群"中起到的作用

麻省理工学院发现天气因素在引发"地震群"中起到的作用 研究人员最近在《科学进展》（Science Advances）杂志上发表的一项研究报告中指出，过去几年来，日本北部的暴雪和暴雨很可能是导致地震群发生的原因之一。这项研究首次表明，气候条件可能引发一些地震。研究报告的作者、麻省理工学院地球、大气和行星科学系助理教授威廉-弗兰克（William Frank）说："我们看到，地表的降雪和其他环境负荷会影响地下的应力状态，而强降水事件的发生时间与地震群的开始时间密切相关。"因此，气候显然会对固体地球的反应产生影响，而这种反应的一部分就是地震。"新研究的重点是日本能登半岛正在发生的一系列地震。研究小组发现，该地区的地震活动与地下压力的某些变化惊人地同步，而且这些变化受到降雪和降水季节性模式的影响。科学家们怀疑，地震与气候之间的这种新联系可能并不是日本独有的，它可能会对世界其他地区产生影响。展望未来，他们预测，随着全球变暖，气候对地震的影响可能会更加明显。弗兰克补充说："如果我们的气候正在发生变化，极端降水事件增多，而且我们预计大气、海洋和大陆中的水分将重新分配，这将改变地壳的负载方式。这肯定会产生影响，我们可以进一步探索其中的联系。"该研究的第一作者是麻省理工学院前助理研究员王庆宇（现就职于格勒诺布尔阿尔卑斯大学），其他作者还包括 EAPS 博士后崔昕、维也纳大学的卢洋、东北大学的广濑隆和东京大学的小原一成。自 2020 年末以来，数百次小地震震撼了日本能登半岛从日本本岛向北延伸至日本海的一块陆地。与典型的地震序列不同，能登的地震活动是一种"地震群"一种没有明显主震或地震触发因素的多次持续地震模式。麻省理工学院的研究小组与他们在日本的同事一起，旨在发现地震群中任何可以解释持续地震的模式。他们首先查阅了日本气象厅的地震目录，该目录提供了日本全国一段时间内的地震活动数据。他们重点研究了能登半岛在过去 11 年中发生的地震，在此期间，该地区经历了偶发性地震活动，包括最近的地震群。利用目录中的地震数据，研究小组统计了该地区随着时间推移发生的地震事件数量，发现 2020 年之前的地震发生时间显得零星而不相关，相比之下，2020 年晚些时候的地震强度更大，时间上也更集中，这标志着地震群的开始，地震之间存在某种关联。季节变化和地震反应科学家们随后查看了监测站在同一 11 年期间进行地震测量的第二个数据集。每个监测站都会持续记录发生的位移或局部震动。从一个监测站到另一个监测站的震动可以让科学家了解地震波在监测站之间传播的速度。这种"地震速度"与地震波穿过的地球结构有关。王利用台站测量数据计算出了过去 11 年中能登及其周边地区每个台站之间的地震速度。研究人员绘制了能登半岛地下地震速度的演变图，并观察到一个令人惊讶的模式：2020 年，也就是地震群被认为开始的时间前后，地震速度的变化似乎与季节同步。弗兰克说："我们必须解释为什么会观察到这种季节性变化。"研究小组想知道，不同季节的环境变化是否会影响地球的底层结构，从而引发地震群。具体来说，他们研究了季节性降水如何影响地下"孔隙流体压力"地球裂缝中的流体在基岩中施加的压力大小。当下雨或下雪时，会增加重量，从而增加孔隙压力，使地震波的传播速度减慢。当所有的重量通过蒸发或径流被移走时，孔隙压力会突然减小，地震波的传播速度也会加快。研究人员建立了能登半岛的水文机械模型，以模拟过去 11 年中地下孔隙压力对降水季节性变化的响应。他们将同一时期的气象数据（包括日降雪量、降雨量和海平面变化的测量数据）输入模型。通过模型，他们能够追踪能登半岛地下过剩孔隙压力在地震群发生前和发生期间的变化。然后，他们将孔隙压力变化的时间表与地震速度的变化情况进行了比较。弗兰克说："我们有地震速度观测数据，也有过剩孔隙压力模型，当我们把它们重叠在一起时，我们发现它们非常吻合。"特别是，他们发现，当加入降雪数据，尤其是极端降雪事件时，模型与观测数据之间的拟合度比只考虑降雨和其他事件时更高。换句话说，能登居民所经历的持续地震群在一定程度上可以用季节性降水，尤其是强降雪事件来解释。"我们可以看到，这些地震发生的时间与我们多次看到强降雪的时间非常吻合。这与地震活动密切相关。我们认为两者之间存在物理联系。"研究人员怀疑，大雪和类似的极端降水可能会在其他地方的地震中发挥作用，不过他们强调，主要的触发因素总是来自地下。"当我们首先想了解地震是如何发生的时候，我们就会想到板块构造，因为这是而且永远是发生地震的首要原因。但是，还有哪些因素会影响地震发生的时间和方式呢？这就是你开始考虑二阶控制因素的时候了，而气候显然是其中之一。"编译来源：ScitechDailyDOI: 10.1126/sciadv.ado1469 ... PC版： 手机版：