一场7.8级地震持续了9年,没任何人感觉到

作者:NG

本文转载自:国家地理中文网(ID:NationalGeographicCN)

撰文:ROBIN GEORGE ANDREWS
编译:Arvin

一场7.8级地震持续了9年,没任何人感觉到

图为土耳其伊斯坦布尔清真寺,附近马尔马拉海的钻孔揭示了土耳其海底发生的一场“漫滑事件”。

一场7.8级地震持续了9年,没任何人感觉到

2016年夏天,土耳其西北部发生了一场大地震。
该地区位于一个高度活跃的分支断层网(branching fault network)之上,曾发生过几次非常强烈的地震。 
但此次地震的奇怪之处在于,它持续了50天,却无人察觉。
根据《地球与行星科学快报》(Earth and Planetary Science Letters)的一项新研究显示,这是一次非常特殊的地震——被称为“慢滑事件”(slow slip event)
与突然摇晃的“典型”地震不同,慢滑地震沿断层缓慢运动,这意味着它们不会释放破坏性地震波,也就无法产生震感
“你可以称其为幽灵地震。”研究负责人派翠西亚. 马丁尼兹-卡容(Patricia Martínez-Garzón)说,她是德国地球科学研究中心(GFZ German Research Centre for Geosciences)的地质力学研究员。
什么是“幽灵地震”?它危险吗?
一场7.8级地震持续了9年,没任何人感觉到

2011年,日本一场里氏9级的地震——以及由此引发的破纪录的高达10层楼高的海啸——夺走了大约2万人的生命。专家表示,全球至少有六个地方具备成为下一个日本的地质条件。| 国家地理图片集

一场7.8级地震持续了9年,没任何人感觉到

持续9年的地震‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

如果将大地震比喻成火药桶爆炸,那么缓慢滑移事件就好像是蜡烛慢慢地烧掉烛身的燃料。
慢滑事件最早是在2000年代美国西北太平洋地区的卡斯卡底隐没带(Cascadia Subduction Zone)发现的,不久之后,新西兰的隐没带也发现了这种事件,伦敦帝国学院(Imperial College London)研究地壳构造演化的副教授蕾贝卡·贝尔(Rebecca Bell)说。
在世纪之交前,地质学家们的共识是,断层的破裂方式主要分成两种。一种是黏滑断层(stick-slip faults),能卡着不动数十万年,然后突然破裂引发大地震;另一种断层则是相当消极地移动,速度比指甲生长还要慢。
 “慢滑事件让我们意识到,在这两种滑动方式之间有一个完整的运动图谱,”贝尔说。这些奇怪的现象(慢滑事件)释放的能量与一场突然到来的大地震能量相当,但因为时间跨度过于漫长,以至于这些能量永远不会引起地表的震动。

它们冰川般的步伐不容低估,巴黎高等师范学院(Ecole Normale Supérieure)的地震物理学研究员露西儿·布哈特(Lucile Bruhat)说,土耳其地震持续了50天可能听起来很慢,但它并不罕见。 

据她所知,有记录以来最长的慢滑事件发生在阿拉斯加,它引发了一场7.8级的地震,至少花了9年才结束。这次地震持续了这么长时间,直到它停止,直到停止前研究人员还以为这种断层移动只是当地的常态现象。

 

 

难以捕捉地震波

这种缓慢位移意味着,除非你主动寻找它们,否则很容易忽视。

由于缺乏地震波意味着地震仪无法探测到这些事件的发生。地质学家首次注意到慢滑事件是基于GPS的数据,这些数据记录了地球表面形状的变化。 

在新发表的论文中,马丁尼兹-卡容和她的团队利用马尔马拉海(Sea of Marmara)的坑洞捕捉到了土耳其发生的慢滑事件。这些坑里装满了应变仪,可以测量周围岩石的缓慢变形。

在地震发生时,地震学家可以利用地震波来监测地震。“一个很好的类比是当一个人在木地板上行走时,”布哈特说。“我们看不见他们,但我们可以通过木头开裂的声音来追踪他们的运动。” 

一旦科学家们知道了要寻找什么,他们就会发现世界各地的俯冲带附近都发生了慢滑事件。 “慢滑事件非常常见,大多数情况下是无害的,”布布哈特说。

例如,在卡斯卡迪亚(Cascadia),震级为6.0级的慢滑事件,可以持续两到三周,平均每15个月重复一次。类似的震级事件每隔5到9个月就会在日本琉球南部俯冲带发生。

在新西兰,有两个慢滑事件的热点。一个位于首都惠灵顿的地下,慢滑事件相当于规模7.0级地震,不过因为过程花了12到18个月,而且又在相当深的地方,所以这个城市的居民一无所知。

另一个热点位于该国北岛的东北角。在这里,它们几乎像时钟一样每18个月到两年重复一次,“几乎可以预测下一次地震将在哪里发生,”贝尔说。

这给了地球科学家一个难得的机会,在恰当的时间安装仪器来发现它们。 
 
 

因何而起?

监测慢滑事件只是谜团的一部分,找出究竟是什么触发了慢滑事件才是首要任务。 

但到目前为止,“慢滑事件的起源多少有些神秘,”驻波大学(Tohoku University)地球物理学助理教授加纳将行(Masayuki Kano)说。 在日本,地震学家们认为,地震是由于地球内部的压力引起的。

慢滑事件可能是由我们还不清楚的断层物质奇特的机械性质所驱动。 也有可能是因为慢滑断层处在高流体压力之下,也就是说因为滑润程度较佳而能以平缓的速度慢行

模拟实验室似乎支持这个观点,不过还不清楚在尺度更大的现实世界是否如此。

国际海洋探索计划(The International Ocean Discovery Program)钻入了马尔马拉海的俯冲带,直接取样与这些缓慢滑动事件有关的沉积物,同时也发射震波通过这个区域, 以便把当地的网状断层分布测绘得更好。

这些跨领域的努力对解开缓慢滑移事件的奥秘非常重要,加纳说,而且可能因此能帮助我们了解更具毁灭性的其他种地震。
 
 

慢滑引发大地震?

大地震似乎可以引发慢滑。
2016年土耳其慢滑事件开始前不久,马尔马拉海附近发生了一次4.4级地震。在2016年新西兰凯库拉(Kaikoura)地震发生后,整个地区都检测到了慢滑事件。
马丁尼兹-卡容说,这些相似的事件暗示了大地震和慢滑事件之间的相互作用。 “然而,慢滑事件能引发大地震吗?” 卡容想知道。“这是一个更大的问题,也是一个我们还没真正解决的问题。” 
这对马尔马拉海很重要。该地区的地震极具破坏力——1999年伊兹米特(Izmit)地震造成1.7万人死亡。尽管马丁尼兹-卡容很谨慎,但他怀疑慢滑事件可能会导致大地震。
慢滑事件也可能是预测未来大地震的关键。卡容说,在2011年日本发生可怕的9级地震前,慢滑现象已经开始发生,很难判断这是否是偶然。 
如果最终证实慢滑现象发生在大地震前,那么将有巨大潜力来预测地震从而拯救生命。
“但到目前为止,”布哈特说:“对于该如何区别能触发大地震的罕见慢滑事件,和无害的滑移事件,我们毫无头绪。 ”

 
撰文:ROBIN GEORGE ANDREWS
编译:Arvin


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