科學家研究古岩石發現地震觸發機制

地理雜談

導讀巨大的地應力使地殼下深處岩石顆粒間出現小洞,高壓液體在岩石內流動,最終岩石斷裂,觸發地震。最新的發現將有助於推測美國加州聖安德烈斯斷層地區下一次大地震什麼時候發生。科技訊 6月26日消息 據澳大利亞廣播公司網站報道,由於技術手段的限制和難以開展相關研究,人們對地震發生的觸發機制了解不多。不過澳大利亞科學家通過對古老岩石研究,找到了孕含其中 ...


巨大的地應力使地殼下深處岩石顆粒間出現小洞,高壓液體在岩石內流動,最終岩石斷裂,觸發地震。最新的發現將有助於推測美國加州聖安德烈斯斷層地區下一次大地震什麼時候發生。科技訊 6月26日消息 據澳大利亞廣播公司網站報道,由於技術手段的限制和難以開展相關研究,人們對地震發生的觸發機制了解不多。不過澳大利亞科學家通過對古老岩石研究,找到了孕含其中的某種類型地震的觸發機制。他們的發現為研究地震是如何在地殼以下深處被觸發的帶來希望。西澳大利亞大學的地質學家弗洛裡安-福賽思博士和其同事把他們的研究成果發表在自然雜志上。弗洛裡安-福賽思博士說,發生在美國加州聖安德烈斯斷層(San Andreas Fault)的地震類型是在地表以下8到15公裡的深度被觸發的,不過他表示引發此種類型地震的真正原因目前還是一個謎團。聖安德烈斯斷層比較活躍,導致加州的幾個大城市頻繁遭受地震襲擊,例如1769年和1994年發生在洛杉磯的大地震,和1903年、1989年舊金山大地震。為了准確追蹤聖安德烈斯斷層的活動規律,美國科學家們對其進行了密切的觀測研究,在地震帶設立地震觀察所。他們在加州聖安德烈斯斷層的一個地震活躍區域開鑿了一個8.5英尺寬兩英裡深的洞。此區域大概每兩年就會發生一次二級的輕地震。但是盡管投入了大量的人力物力,該斷裂帶地震的真正觸發機制還是很難確定。為了查明加州聖安德烈斯斷層地震類型的真正觸發機制,福賽思教授和其同事對澳大利亞中部的愛麗絲泉的古老岩石進行了研究分析。這種古老岩石是在造山運動時期被抬升到地表的。福賽思說,這種古老岩石曾位於地表以下15公裡處,那裡溫度高達400攝氏度,和處於同一深度的聖安德烈斯斷層條件相似。這樣的條件使岩石變得像塑料一樣容易變形。科研人員利用同步加速器X光線斷層照相術和電子掃描顯微鏡對3.5億年高齡的岩石進行仔細觀察。福賽思說古老岩石的高分辨率照片清晰地顯示,當地殼構造板塊即將斷裂時,古老岩石在巨大的剪切應力作用下會發生怎樣的變化。在巨大的壓力下,岩石中的小顆粒相互滑動,岩石顆粒之間形成小洞。科研人員認為當岩石顆粒之間出現小洞後,地殼以下深處由水、甲烷和二氧化碳構成的高壓液體就會在岩石內部流動,就像水在海綿中流動一樣。盡管科研人員先前已經知道這種現像在陶制品和金屬中都能發生,但這是第一次在地球岩石中發現該現像。高壓液體和岩石間的化學反應能導致岩石消溶並凝結,加速岩石顆粒間小洞形成。福賽思表示,當小洞密度達到一定程度時,它們之間也會發生相互作用,放大岩石內部的地應力。這種現像循環往復發生,最終岩石會斷裂,一場地震就被觸發了。福賽思說,“那將觸發我們稱為延性破壞的現像。”科研人員認為他們所發現的地震觸發原理也能夠解釋地表以下深處的高壓液體如何能夠穿透岩石噴湧到離地表較近的位置,在那裡它們就形成了礦藏。(唐寧)


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