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NC深源地震的成因终于找到了 [复制链接]

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最近,印度尼西亚苏拉威西岛又地震了。

北京时间1月15日2时28分,发生6.2级地震,深度10千米,震中人口超十万,都在撤离之中。

乍一看又是个不小的新闻事件,殊不知,我们的地球压根就是个“抖M”,天天都在”抖动”,地壳一刻不停地运动,自然会引发一系列的自然现象,地震就是最常见的一种,据估计,一年也就大概约莫能来个万次吧。

惊不惊喜?惊不惊吓?好在令人宽慰的是,大部分地震的震级都在2.0以下,你是感觉不到的。

稳了!

地震按照地震按深度可分为3类:浅源地震(深度小于70公里)、中源地震(深度70~公里)和深源地震(大于公里)。

地球上约78%的地震都是发生在地球浅部深度小于70公里的浅源地震,深度大于公里的地震只约占全球地震总数的4%。

是不是很少?那它们都发生在哪里呢?看图!

发现了吗?这张图告诉我们,深源地震主要发生在世界上两个主要的地震带上:环太平洋地震带和阿尔卑斯-喜马拉雅地震带。

下地壳的深源地震虽然很少,因为下地壳的岩石变形以缓慢的蠕变为主,但是下地壳也是可以发生地震的。

从年深源地震第一次被提出,受到各种质疑,到年得到了证实,一直都是一个研究热点,学者们研究深源地震已百年了,不过并没有什么确切的结论。

为了解释深源地震,学者们提出过:因热逸散导致塑性失稳,脱水反应导致的流体压力增加或局部应力重新分布,以及榴辉岩化作用。这些下地壳深源地震机制都需要岩石在一些特定的环境条件下发生某些矿物反应,使得岩石的结构或者成分发生变化,导致岩石弱化而无法承载差异应力,最终引发地震。

然而,并不是所有的下地壳深源地震活动的位置都能满足发生矿物反应的条件。

研究还得接着搞。来自普利茅斯大学的L.R.Campbell教授和其他的研究人员最近就在NatureCommunications发表研究论文,对下地壳深源地震提出了新机制——

地壳深处的岩石缓慢蠕变剪切,由于不同剪切带之间的相互作用,直到它们无法承受不断增大的差异应力并突然断裂,从而引发地震。

这次的研究地区是“海上生奇峰”的挪威Lofoten-Vesteralen群岛。

挪威的Lofoten-Vesteralen群岛是世界上为数不多、大面积出露大陆下地壳岩石的地区,为下地壳地震构造提供了鲜活的样本,研究人员通过详细的构造填图分析,发现了多组剪切带均发育岩石快速滑动过程中摩擦生热熔融的产物——假玄武玻璃。

假玄武玻璃按照构造特征可以分成两大类,强烈糜棱岩化(I类)和未变形(II类)。通过对比I类和II类假玄武玻璃的构造关系以及围岩麻粒岩相的矿物组合,研究团队认为两类假玄武玻璃均发生在下地壳层次,温压条件为–℃和0.7–0.8GPa。其中,II类因为未经历变形改造,被认为是同震产物。同时,结合对II类假玄武玻璃相关的同震破裂长度和位移距离统计,这些地震发生的同时产生了异乎寻常的大应力降(1Gpa)。

于是,研究人员对下地壳地震的成因提出了全新的解释:

剪切带先将岩石切割成多个独立的岩块,边界剪切带上持续的蠕变导致加载在块体上的应力不断积累增加。在这个过程中,块体与剪切带体积比、块体与剪切带黏度比“双*齐下”,让加载在块体上的应力发生了数量级的变化。

一旦块体上加载的差异应力超过临界值,块体就会用“自爆”的方式释放应力(局部地震破裂)。

相对于之前提出的矿物反应形成机制来说,局部应力增加导致岩石破裂的形成条件更为容易,完全不需要浅部地震来为下地壳提供应力,只需要一个由高强度的、干的岩块和剪切带网络组成的系统即可形成。

这种“自裂”系统条件在许多板内下地壳麻粒岩区都有发现,从新的角度解释了大陆地壳内部深源低震级的地震活动。

至此,深源地震成因解释又多了一个模型。
  

参考文献:CampbellLR,MenegonL,FagerengA,etal.Earthquakenucleationinthelowercrustbylocalstressamplification[J].NatureCommunications,,11:.

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