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：

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：

地球科学家发现太平洋板块隐藏的断层

地球科学家发现太平洋板块隐藏的断层 研究人员在《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters）杂志上发表的一篇论文中描述了他们的发现。论文作者包括多伦多大学文理学院地球科学系博士后研究员 Erkan Gün 和 Russell Pysklywec 教授、多伦多大学士嘉堡分校物理与环境科学系助理教授 Phil Heron 以及伊斯坦布尔理工大学欧亚地球科学研究所的研究人员。完善板块构造理论"我们知道，断层等地质变形发生在远离板块边界的大陆板块内部，"Gün说。"但我们不知道同样的事情也发生在海洋板块上。我们正在做的是完善板块构造描述地球如何运作的理论并表明这些板块确实不像我们之前想象的那样原始。"数百万年来，构成大部分洋底的太平洋板块向西漂移，沿着从日本到新西兰和澳大利亚的海底海沟或俯冲带坠入地幔。当板块的西部边缘被拉入地幔时，它拖着板块的其他部分，就像桌布被从桌子上拉下来一样。该地图以黄色标出了太平洋板块被沿太平洋火环下沉的构造板块拉开的区域。资料来源：Erkan Gün & Russell Pysklywec/多伦多大学新发现的板块断层破坏发生在数百万年前地幔中的熔岩挤压到洋底时形成的广阔的洋底高原上；这些断层往往与最近的海沟平行。"人们认为，由于洋底高原更厚，它们应该更坚固，"Gün 说，"但我们的模型和地震数据显示，实际情况恰恰相反：高原更薄弱。但我们的模型和地震数据显示，实际情况恰恰相反：高原更薄弱了。"如果说太平洋板块就像一块桌布被拉过桌面，那么高原就是一块较薄弱的桌布，更容易被撕裂。对了解大洋板块的影响研究人员研究了西太平洋的四个高原翁通爪哇、沙茨基、赫斯和马尼希基，它们位于夏威夷、日本、新西兰和澳大利亚大致相邻的广阔区域。他们利用超级计算机模型和现有数据（其中一些数据是在 20 世纪 70 年代和 80 年代的研究中收集的）得出了这一发现。"有证据表明，过去由于这种类型的板块破坏，这些地点曾发生过火山活动可能是偶发的，也可能是持续发生的但现在是否发生还不清楚，"Gün说。"尽管如此，我们还是无法确定，因为这些高原位于海面以下数千米处，而派遣科考船收集数据是一项艰巨的任务。因此，事实上，我们希望我们的论文能引起人们对高原的关注，从而收集到更多的数据。"数十年来，众多地球科学家对板块构造理论进行了不断完善，其中包括华盛顿大学的约翰-图佐-威尔逊（John Tuzo Wilson），他在自己的职业生涯中为这一理论做出了重大贡献。Pysklywec 说："但理论并非一成不变，我们仍在不断发现新的东西。现在我们知道这种断层破坏正在撕裂海洋板块的中心这可能与地震活动和火山活动有关。"他说："这样的新发现颠覆了我们对活跃地球的理解和认识。这表明，即使是我们这个不断进化的星球的大运行，也仍然存在着巨大的奥秘。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

想在海啸中幸存，你需要知道这些

想在海啸中幸存，你需要知道这些 虽然海啸在世界各地都有发生，真正的大海啸却很少见。海啸确实具有毁灭性，但更重要的是，北美西海岸即将发生的俯冲带地震和海啸有可能成为美国有史以来最大的灾难。那么，决定你能否在海啸中幸存的最重要因素是什么？请收看本期节目，一探究竟。From PBS Terra via 开眼精选 (author: 开眼科技精选) Invalid media: video

地球史的秘密守护者：锆石帮助科学家揭示亿万年地质之谜

地球史的秘密守护者：锆石帮助科学家揭示亿万年地质之谜 锆石是一种几乎与地球本身一样古老的矿物，它是时间的记录者，也是了解许多地质现象（如氧化状态）的化学窗口。通过确定形成这些碎屑锆石的岩浆的氧化水平，科学家们能够推断出地壳到地幔循环、风化和超大陆循环的开始时间。来源：中国科学出版社锆石是一种几乎与地球本身一样古老的矿物，在岩浆（熔岩）冷却时结晶，可在岩浆岩中发现微量锆石。岩浆的形成构成了地球上的山脉。通过与水和大气的相互作用，山脉分解成沉积物。锆石坚固又稳定，耐风化和侵蚀，很少会消失在历史中，因此沉积物中的这种矿物（所谓的"碎屑锆石"）最能让人了解地球的过去。锆石富含铀（U-Pb 测定法），是时间的记录者，也是了解许多地质现象（如氧化态）的化学窗口。火成岩源锆石和沉积物源锆石的 ΔFMQ 移动平均值（未显示低于 10% 的比例）与超大陆汞齐化时间间隔。与沉积源相关的岩浆在大约600Ma的周期性中更为减少，并在26亿年时形成。来源：中国科学出版社研究小组采用了 Loucks 等人（2020 年）的一种新方法来确定花岗岩岩浆的氧化态，该方法利用锆石中 Ce、U 和 Ti 的比率来跟踪地壳岩浆在地球历史上的氧化态变化，该计算方法不需要知道离子电荷，也不需要确定结晶温度、压力或母体熔体成分。"以前的方法包括Ce/Ce*和Eu/Eu*氧压计，但每种方法都有与温度、压力、主岩化学成分变化或测量Ce/Ce*和Eu/Eu*异常所需的REE元素精度有关的局限性"。来自西澳大利亚的 Bob Loucks 说。这种改进的氧化仪能够更可靠地评估氧化状态的变化，现在可以从全球构造随时间变化的角度来解释氧化状态的变化。通过确定形成这些碎屑锆石的岩浆的氧化水平，科学家们能够推断出地壳到地幔循环、风化和超大陆循环的开始时间。关键的一点是，位于地球表面的岩石可以被带回到地幔深处（地表以下数百至数千公里处）。我们的数据表明，这种现象不仅发生在今天，而且可能已经持续了数十亿年。通过观察从地球早期、30 亿年前的锆石到今天形成的锆石，我们发现它们形成时的岩浆氧化还原状态。碎屑锆石的氧化态（以ΔFMQ表示）在大约35亿年前升高，随后在过去30亿年中平均ΔFMQ>0，这表明大洋岩石圈在最终形成的俯冲带中被回收回地幔。研究表明，氧化还原态的下限在 26 亿年前急剧下降，标志着界限分明的大陆的形成和大洋岩石被埋回地球深部地幔。此外，研究人员还发现了氧化还原模式的周期性：每隔 6 亿年左右，大陆就会聚集在一起形成超级大陆，如冈瓦纳大陆、罗迪尼亚大陆、努拉大陆和苏比利亚大陆。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

新研究揭示了月球内部逐渐冷却和收缩时产生的月震和断层

新研究揭示了月球内部逐渐冷却和收缩时产生的月震和断层 阿波罗被动地震实验所记录的一次最强月震的震中位于月球南极地区。然而，震中的确切位置无法准确确定。利用专门适用于极稀疏地震网络的重定位算法，在极点附近分布着强烈浅层月震的可能位置云（洋红色点和浅蓝色多边形）。蓝色方框表示拟议的阿耳特弥斯三号着陆区的位置。小红线表示叶状推力断层疤痕。震中位置云包括一些叶状断层疤痕和许多阿耳特弥斯III着陆区。资料来源：NASA/LROC/ASU/史密森学会随着美国国家航空航天局（NASA）继续通过其阿尔忒弥斯计划向月球南极地区派遣宇航员取得进展，NASA资助的一项研究的数据正在帮助科学家们更好地了解月球的这一战略要地。该研究提出的证据表明，在美国宇航局确定为阿耳特弥斯III号（计划首次载人登月的阿耳特弥斯任务）候选着陆区的一些区域附近和内部，也发现了月球内部逐渐冷却和收缩时产生的月震和断层。月球勘测轨道器照相机（LROC）、窄角照相机（NAC）在月球南极附近拍摄的 Wiechert 分叶状疤痕群（左箭头所指）的马赛克照片。一个推力断层疤痕穿过一个直径约 1 公里（0.6 英里）的退化陨石坑（右箭头所指）。资料来源：NASA/LRO/LROC/ASU/史密森学会华盛顿史密森学会的汤姆-沃特斯（Tom Watters）是最近发表在《行星科学杂志》（Planetary Science Journal）上的一篇研究论文的主要作者，他说："我们的建模表明，现有断层上的滑动事件或新的推力断层的形成有可能导致能够在南极地区产生强烈地面震动的浅月震。在规划月球上永久性前哨站的位置和稳定性时，应考虑年轻推力断层的全球分布、其活跃的可能性以及因持续的全球收缩而形成新推力断层的可能性"。"美国国家航空航天局月球勘测轨道飞行器（LRO）上的月球勘测轨道飞行器照相机探测到月壳中广泛分布着数千条相对较小、较年轻的推力断层。这些疤痕是悬崖峭壁般的地貌，就像月球表面的小台阶。它们的形成是由于收缩力打破了地壳，并将断层一侧的地壳推向另一侧。收缩的原因是月球仍然炙热的内部冷却和地球施加的潮汐力，从而导致全球范围的收缩。当月球收缩时，月壳被挤压在一起，就形成了叶状疤痕。这导致近地表物质断裂，形成推力断层。推力断层将地壳物质向上抬升，有时甚至会越过相邻的地壳物质。现有断层上的滑动事件或新的推力断层的形成会引发浅层月震，从而造成距离疤痕数十英里（数十公里）以外的强烈地震。资料来源：亚利桑那州立大学/史密森尼学会断层的形成伴随着浅层月震形式的地震活动。阿波罗被动地震网络记录了这种浅层月震，这是阿波罗宇航员部署的一系列地震仪。记录到的最强烈的浅层月震震中位于南极地区。该研究对位于阿耳特弥斯三号候选着陆区 de Gerlache Rim 2 内的一个年轻推力断层疤痕进行了建模，结果表明，该断层疤痕的形成可能与记录到的震级较大的月震有关。研究小组还对月球南极地区表面斜坡的稳定性进行了建模，发现有些地区即使是轻微的地震摇晃也很容易造成碎石滑坡，其中包括一些长期受阴影笼罩的地区。这些地区之所以引人关注，是因为那里可能有冰等资源。图片显示了南极地区地表斜坡不稳定的预测区域。模型为一米厚（约 3.3 英尺）的碎屑岩滑坡。蓝点为最不稳定斜坡区域，绿点为中度不稳定斜坡，红点为最不稳定斜坡。图片以沙克尔顿环形山和月球南极为中心。蓝色方框显示了拟议的阿耳特弥斯三号着陆区的位置。根据模型预测，沙克尔顿环形山的大部分内壁以及 Nobile Rim 1着陆区的部分环形山内壁可能会发生山体滑坡（插图）。资料来源：NASA/LROC/ASU/史密森学会"为了更好地了解人类未来在月球上的活动所带来的地震危害，我们需要新的地震数据，不仅是南极的数据，而且是全球的数据，"该论文的共同作者、美国宇航局马歇尔太空飞行中心（位于阿拉巴马州亨茨维尔市）的蕾妮-韦伯（Renee Weber）说。"像即将到来的远侧地震套件这样的任务将扩展阿波罗期间的测量，并增加我们对全球地震的了解"。"LRO致力于获取月球表面的数据，以帮助科学家了解推力断层等重要特征，"LRO项目副科学家、马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心的玛丽亚-班克斯（Maria Banks）说，她是该论文的共同作者之一。"这项研究很好地展示了LRO数据被用于协助规划我们重返月球的多种方式之一。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：