美國南加州持續(xù)發(fā)生四年的神秘地震 科學(xué)家終于知道原因了

2025-11-22 09:48:17 分類：焦點 閱讀(5)

美國南加州持續(xù)發(fā)生四年的神秘地震 科學(xué)家終于知道原因了
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)美國國家地理（撰文：MAYA WEI-HAA 編譯：蔡雅鈴）：一份對地球地殼內(nèi)部高分辨率的新觀察，指出了造成那2萬2000次令南加州不得安寧的南加微小地震的原因。
2016年年初，州持震科終于知道三亞外圍價格（微信181-8279-1445）三亞外圍價格快三夜八全套一條龍外圍上門外圍女南加州一系列群震的續(xù)發(fā)學(xué)發(fā)生頻率默默地升高。 這些地震并非天天發(fā)生，生年而且規(guī)模大多小到人類無感，原因不過隨著一個月一個月過去，美國秘地這些地震持續(xù)發(fā)生且次數(shù)增加。南加 到了2018年春天，州持震科終于知道已經(jīng)是續(xù)發(fā)學(xué)每個月有數(shù)千次小地震發(fā)生，有些大到能搖晃臺燈，生年附近居民因而提心吊膽。原因 雖然過去這四年里總共有超過2萬2000次的美國秘地小地震，然而這些地震的南加成因卻始終如謎。
如今，州持震科終于知道三亞外圍價格（微信181-8279-1445）三亞外圍價格快三夜八全套一條龍外圍上門外圍女在一項分辨率數(shù)一數(shù)二高的群震（swarm）觀察研究中，科學(xué)家的目光集中到一項可能的成因，這個結(jié)果可望協(xié)助全世界的地質(zhì)學(xué)家能更清楚大小地震背后的物理機(jī)制。 最終，這類研究工作甚至可能改善實時的地震監(jiān)測。
這項分析使用了一種電腦算法，抽絲剝繭地把小地震發(fā)生的時間和地點找出來，最后做出了一張驚人的圖片，詳細(xì)描繪了群震活動沿著蛛網(wǎng)般的斷裂面發(fā)生的情形。 這張關(guān)于群震發(fā)展的詳細(xì)圖片，顯示出這一系列群震是被自然注入斷層系的流體所觸發(fā)。 這項成果暗示了流體可能也對在世界其他地方測到的群震有所影響──而使用的這種方法對改善全球地震分析也證明是有用的。
「這里面的細(xì)節(jié)令人難以置信。 」沒有參加這個研究團(tuán)隊的伊麗莎白. 瓦那科（Elizabeth Vanacore）說，她是馬雅圭斯市（Mayagüez）波多黎各大學(xué)（University of Puerto Rico）波多黎各地震網(wǎng)（Puerto Rico Seismic Network）的地震學(xué)家。 「這種研究是最先進(jìn)的，也的確是科學(xué)發(fā)展的方向。 」
找出一群小地震
沿著斷層線的地殼裂隙，曾經(jīng)被認(rèn)為只是簡單的構(gòu)造，不過「實際上斷層帶是非常復(fù)雜的地區(qū)。 」華盛頓大學(xué)（University of Washington）的海洋地震學(xué)家愛蜜莉. 羅蘭（Emily Roland）說，她沒有參加這個研究團(tuán)隊。 有些斷層還會彎曲，其它的則在地底交錯。 而這項新研究所分析的裂隙則在地底錯綜復(fù)雜地交織在一起，像迷宮般地延伸好幾公里。
揭露出了這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的群震，直到2017年才被注意到。 當(dāng)時一封來自某位好奇市民的電子郵件寄到了南加州地震網(wǎng)（Southern California Seismic Network）的信箱里。 那封郵件是要索取在加州一處人口稀疏地區(qū)所發(fā)生的一連串小地震的信息。
那個地區(qū)乍看之下沒有任何特別之處，加州理工學(xué)院（California Institute of Technology）的地球物理學(xué)家札卡里. 羅斯（Zachary Ross）說，他領(lǐng)導(dǎo)了這份6月18日發(fā)表在《科學(xué)》期刊的研究。 該區(qū)域經(jīng)常會有小地震，離活躍的圣賈辛托（San Jacinto）斷層帶約16公里。 然而在深入挖掘該區(qū)域的地震史后，研究人員了解到電子郵件的作者是想研究某些現(xiàn)象：在密欣印地安保留區(qū)（Mission Indians reservation）的卡維拉帶（Cahuilla Band），從差不多一年前，也就是2016年開始出現(xiàn)的一系列沿著它邊緣起伏的小地震。
這種小地震形成的群震明顯不同于那些大地震，后者經(jīng)常遵循一種常見模式：在一個強(qiáng)烈地震（或是說主震）發(fā)生后，后面會跟著一系列余震。 這些余震的強(qiáng)度和頻率在可預(yù)測的一段時間內(nèi)會逐漸減少。
群震完全是另一種地質(zhì)怪獸，這種事件的發(fā)展很少有邏輯可言，而且它們有時候是由數(shù)百到數(shù)千個強(qiáng)度相近的小型或中型地震組成。 大部分群震是在是在幾小時、幾天或甚至幾個月內(nèi)突然出現(xiàn)的許多地震。 在波多黎各群震特別常見，這種地震叢發(fā)的情況往往持續(xù)36到48小時，瓦那科說。
盡管有許多群震都和汩汩作響的火山有關(guān)，但也有其他群震發(fā)生在離任何重大地層活動都很遠(yuǎn)的地方。 而這些群震事件造成破壞的可能性不一，從2016年初期持續(xù)到去年的卡維拉群震事件里發(fā)生了大量的地震──但搖晃程度全都非常輕微，在這四年內(nèi)從未造成任何重大傷害。
「它們是怎么開始的，以及為什么會這樣表現(xiàn)仍有爭議。 」沒有參與這項研究的加州大學(xué)河濱分校（University of California， Riverside）的地震學(xué)家阿比吉特. 高士（Abhijit Ghosh）說。
為了詳細(xì)調(diào)查這些事件，科學(xué)家需要一種方法能從大量的地震資料中，把所有的小地震找出來。 過去幾年來，羅斯和他的同事一直在努力發(fā)展各種利用機(jī)器學(xué)習(xí)的能力來尋找和監(jiān)測地震的新方法。 藉由將人類專家標(biāo)示好的地震數(shù)據(jù)輸入給神經(jīng)網(wǎng)路算法，機(jī)器能學(xué)會從一大堆地震計輸出的雜亂彎曲線條里辨認(rèn)出小地震來。
「我們決定放手讓[卡維拉群震]資料集使用這種分析方式。 」羅斯說。
地底下的迷宮
這個團(tuán)隊得到的成果，對于卡維拉群震事件如何發(fā)展進(jìn)行了非常復(fù)雜的檢視。 研究人員堆斷有一個流體──類似水或液態(tài)二氧化碳──儲集層持續(xù)停留在斷層結(jié)構(gòu)之下，這些流體多年來都被封鎖在斷層系之外，不過在2016年時，某種東西破壞了這個巖石分隔，于是流體就注入斷層內(nèi)，既改變了斷層系的壓力，也滑潤了各個裂隙，進(jìn)而觸發(fā)了這個群震大約在8公里深處的首次地震。
接下來的幾個月里，這個群震就從那個狹窄的起點開始慢慢地向上和向外移動。 一道輻射狀的地震前緣沿著地下巖石破裂面成扇形散開──恰好就是流體流散的方式。 有些地震前緣的路徑最終消失了，可能是因為流體抵達(dá)了裂縫的末端。 其他時候地震似乎會停在一個邊界前面，接著先向兩旁移動，然后再回到原來的軌跡，就像河流繞過石頭那樣。
2018年8月，在群震開始將近3年后，一個特別堅實的障礙似乎攔下了流體向上的進(jìn)展。 地震先是轉(zhuǎn)了個彎，最后才找到一條新路徑重新開始向表面蔓延。 而流體就是在那時觸發(fā)了群震中強(qiáng)度最大的一場地震──地震矩（Mw）規(guī)模4.4級，讓只要是住在上面的人都能感受到地底傳來的晃動。 這個地震是一股對斷層系的巨大推力。 」羅斯說，在群震消失前的最后一波能量釋放，它引發(fā)了這些小地震中的一個高峰。
總歸來說，這份研究提供了一幅令人信服的圖像，說明在南加州的地底體是如何涌入斷層帶，透過巖石推動了一個連續(xù)四年的群震。 類似的流體注入過程也可能造成世上的其他群震，雖然群集地震的發(fā)生很可能具有多重原因。
「每一系列群震、每一個地殼構(gòu)造區(qū)都有自己的怪癖、自己的特性。 」瓦那科說。 例如波多黎各的群震，就是在地表下相當(dāng)深的地方搖晃，而且可能是板塊在沒入地底時發(fā)生破裂的結(jié)果。
這份研究同時也展示了機(jī)器學(xué)習(xí)可以如何協(xié)助地質(zhì)學(xué)家，描繪出地球地下領(lǐng)域的詳細(xì)圖像。 每一個地震就像是點彩畫上的一個彩點，如果只研究那些最大的地震，你只會看到湊成一堆的零碎斑點，然而當(dāng)我們把小地震填入后，藏在地球上許多裂隙和地震背后的那些復(fù)雜物理，才會如同一幅完整繪畫在我們眼前浮現(xiàn)。