作者:弗洛里安-福赛思 来源:《自然》 发布时间:2009-7-1 11:03:43
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研究古岩石探寻地震触发机制

    巨大的地应力使地壳下深处岩石颗粒间出现小洞,高压液体在岩石内流动,最终岩石断裂,触发地震。最新的发现将有助于推测美国加州圣安德烈斯断层地区下一次大地震什么时候发生。

据澳大利亚广播公司网站报道,由于技术手段的限制和难以开展相关研究,人们对地震发生的触发机制了解不多。不过澳大利亚科学家通过对古老岩石研究,找到了孕含其中的某种类型地震的触发机制。他们的发现为研究地震是如何在地壳以下深处被触发的带来希望。
 
西澳大利亚大学的地质学家弗洛里安-福赛思博士和其同事把他们的研究成果发表在《自然》杂志上。
 
弗洛里安-福赛思博士说,发生在美国加州圣安德烈斯断层(San Andreas Fault)的地震类型是在地表以下8到15公里的深度被触发的,不过他表示引发此种类型地震的真正原因目前还是一个谜团。圣安德烈斯断层比较活跃,导致加州的几个大城市频繁遭受地震袭击,例如1769年和1994年发生在洛杉矶的大地震,和1903年、1989年旧金山大地震。为了准确追踪圣安德烈斯断层的活动规律,美国科学家们对其进行了密切的观测研究,在地震带设立地震观察所。他们在加州圣安德烈斯断层的一个地震活跃区域开凿了一个8.5英尺宽两英里深的洞。此区域大概每两年就会发生一次二级的轻地震。但是尽管投入了大量的人力物力,该断裂带地震的真正触发机制还是很难确定。
 
为了查明加州圣安德烈斯断层地震类型的真正触发机制,福赛思教授和其同事对澳大利亚中部的爱丽丝泉的古老岩石进行了研究分析。这种古老岩石是在造山运动时期被抬升到地表的。福赛思说,这种古老岩石曾位于地表以下15公里处,那里温度高达400摄氏度,和处于同一深度的圣安德烈斯断层条件相似。这样的条件使岩石变得像塑料一样容易变形。科研人员利用同步加速器X光线断层照相术和电子扫描显微镜对3.5亿年高龄的岩石进行仔细观察。福赛思说古老岩石的高分辨率照片清晰地显示,当地壳构造板块即将断裂时,古老岩石在巨大的剪切应力作用下会发生怎样的变化。
 
在巨大的压力下,岩石中的小颗粒相互滑动,岩石颗粒之间形成小洞。科研人员认为当岩石颗粒之间出现小洞后,地壳以下深处由水、甲烷和二氧化碳构成的高压液体就会在岩石内部流动,就像水在海绵中流动一样。尽管科研人员先前已经知道这种现象在陶制品和金属中都能发生,但这是第一次在地球岩石中发现该现象。高压液体和岩石间的化学反应能导致岩石消溶并凝结,加速岩石颗粒间小洞形成。福赛思表示,当小洞密度达到一定程度时,它们之间也会发生相互作用,放大岩石内部的地应力。这种现象循环往复发生,最终岩石会断裂,一场地震就被触发了。
 
福赛思说,“那将触发我们称为延性破坏的现象。”科研人员认为他们所发现的地震触发原理也能够解释,地表以下深处的高压液体如何能够穿透岩石喷涌到离地表较近的位置,在那里它们就形成了矿藏。(来源:新浪科技 唐宁) 
 
 
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