聖安德烈亞斯斷層上的「慢地震」增加了大地震的風險

聖安德烈亞斯斷層上的「慢地震」增加了大地震的風險

地質學家長期以來一直認為，加州著名的聖安地列斯斷層(San Juan Bautista)的中段——從南向南，一直延伸到大約80英里(約合483公里)的帕克菲爾德(Parkfield)——有一種穩定的爬行運動，可以提供安全的能量釋放。

在過去的幾十年里，聖安德烈亞斯中部發生的地震減少了大地震從北到南破壞整個斷層的可能性。

然而，亞利桑那州立大學的兩名地球物理學家的新研究表明，這一中心區域的地球運動並不像以前認為的那樣平穩和穩定。

相反，這一活動是一系列小的粘滑運動——有時被稱為「慢地震」——在幾個月內釋放能量。儘管這些緩慢的地震沒有引起人們的注意，但研究人員說，它們會在周圍引發巨大的破壞性地震。2004年發生在帕克菲爾德的6級地震就是其中之一。

ASU地球與空間探索學院(SESE)的研究生研究助理Mostafa Khoshmanesh說:「看起來穩定、持續的蠕變實際上是由斷層沿線的加速和減速過程組成的。」他是《自然地球科學》一篇報道這項研究的第一作者。

「我們發現斷層上的運動每隔一到兩年就開始一次，持續了幾個月才停止，」SESE的助理教授、論文合著者Manoochehr Shirzaei說。

Shirzaei說:「這些間歇性的緩慢地震導致了斷層北部和中部南部被鎖住的部分的壓力增加。」他指出，這些側翼部分經歷了兩次7.9級的地震，在1857年(Tejon)和1906年(舊金山)。

科學家們還提出了一種機制，可能會導致走走停停的運動。

「斷層岩包含一個流體相，它被困在顆粒之間的空隙中，被稱為孔隙」，Khoshmanesh說。斷層物質的周期性壓實會引起流體壓力的短暫上升，從而使斷層松解，使運動變得容易。

從地球軌道看地下

這兩位科學家在2003年至2010年間使用了來自軌道的合成孔徑雷達數據。這些數據讓他們能夠繪製出聖安地列斯山脈中部地區的逐月變化。他們將詳細的地面運動觀測和地震記錄結合起來，建立了一個數學模型。該模型讓他們探索慢地震的驅動機制及其與附近大地震的聯繫。

「我們發現，斷層的這部分每年平均移動約3厘米，略多於1英寸，」Khoshmanesh說。「但有時這種運動完全停止，而在另一些時候，這種運動每年最多移動10厘米，也就是大約4英寸。」

從他們的研究中發現的聖安地列斯斷層中央的圖像顯示，它的粘滑運動與聖安地列斯斷層的其他部分的運動在一個小的時間尺度上類似。

他們指出，這項新觀測具有重要意義，因為它揭示了一種新型的斷層運動和地震觸發機制，而這種機制在目前加州使用的地震災害模型中沒有得到解釋。

正如Shirzaei所解釋的，「根據我們的觀察，我們相信加州的地震災害是隨時間變化的，可能比人們到目前為止所認為的要高。」他補充說，準確估計這種變化的危險對於將地震預報系統包括在內至關重要。

就像Khoshmanesh說的，「根據目前的獨立時間模型，在未來30年內，加州北部和南部發生7級或以上地震的可能性為75%。」

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