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嘉兴在线新闻网     2017-10-21 23:43:49     手机看新闻    我要投稿     飞信报料有奖
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凯伊库拉地震使怀帕帕湾暗礁升高数米。图片来源:Andrew Spencer

一个有关地震的经验法则正在被打破。数十年来,地震学家假设个别断层(以及更长断层上的孤立碎片)的断裂与其他断层无关。这就限制了一个断裂带能产生的潜在地震的最大量级。但2016年11月14日,一场7.8级地震袭击了新西兰,随后新西兰南岛中部地区发生了震级大小不等的余震约860次。这也是该岛近代史上规模最大的地震之一,而它摧毁的不仅是道路和房屋,还动摇了人们对地震的认识。近日,一项新研究显示,这场被称为凯伊库拉地震的强震至少涉及12个不同的断裂带,而且,其中一些距离很远,曾被认为彼此之间不会产生影响。

凯伊库拉地震显示,科学家低估了看似独立的断层出现滑动的可能性,或误判了地震可能产生的危害。这些断层的滑动可能让地震更强烈。“我们认为大家应该警惕。”美国地质调查局地震学家、加州地震灾害模型团队负责人Ned Field说。基于此,该团队近日升级了美国出现强震的可能性。

“长期以来,人们认为如果断裂带之间的距离为5公里,就会阻止断裂继续蔓延。”新西兰地质与核子科学研究所大地测量学家Ian Hamling说,“最大的震惊主要来自事件本身的复杂程度。我认为,世界上没有任何地震危险预测模型此前曾考虑过这种可能性,就是断裂在一些断层与断层间的明显跳跃。”

但越来越多的证据开始驳斥这一观点。例如,2010年墨西哥发生7.2级地震,而断裂在断裂带之间跳过了10公里距离。2011年,9级的日本东北地震也比人们预想的强烈,原因是之前被认为相互独立的数个断裂段发生破裂。而Field表示,凯伊库拉地震提供了最引人注意的证据,显示人们需要新的地震风险评估策略。

基于实地考察、地震数据、GPS测量结果和卫星雷达图像,Hamling和同事发现,新西兰地震导致的地表断裂十分松散,有的甚至间隔15公里。由于地震量级与断层破裂长度直接相关,新西兰地震震级明显比断裂没有跳过断层所产生的地震更大。

这一现象不仅会增加潜在地震的最大量级,还会改变大地震出现的几率:一旦更多断层可能同时活动,就会有更多方式汇集成大地震,从而增加其发生的可能性。而且,Field表示,这也意味着大桥和摩天大楼会面临更高风险,它们更易受到在大地震中长时间释放的地震波的影响。

加州正带头示范应对这些更大更复杂地震的方法。该州最近一次地震预报发生在2015年,Field及其同事发布的模型精确了断层分段原则,并首次涵盖了多重独立断裂带同时断裂的可能性。Field表示,虽然这一模型使用的仍是5公里就能中断断层同时破裂,但它将该州的大多数断层联系在一起。

而这些变化将加州在未来30年里发生8级及以上地震的可能性从4.7%提高到7%。但由于断层系统只能释放与构造板块摩擦产生的一致的能量,因此大地震频率的增加意味着没有太多能量产生小地震。例如,对加州而言,发生6.7级左右地震的可能性降低了30%,而相比之前的模型,这与历史记录更接近。

“这朝着真实再现断层相互作用更近了一步。”Field说。目前,新模型已经被用于更新该州的地震灾害地图,以便为建筑物和其他重要设施的设计提供信息。

目前,科学家仍在研究凯伊库拉地震中那些距离15公里的看似不相关的断层。Hamling团队推断之前未在地图上标注的地表附近的断层,帮助在这些空隙上“架构了桥梁”,表明隐藏的断层也可能是未知的风险源。

不过,加州理工学院地质学家Jean-Philippe Avouac表示,断层发生同时断裂可能甚至不需要物理连接。一个可能的解释是,一个断裂带产生的地震波有足够的能量引发遥远断裂带的滑动,这一过程也被称为动态触发。“我不确定是否需要真实的连接。”Avouac说。

无论如何,该论文合作者、新西兰地质与核子科学研究所地震地质学家Kate Clark表示,新西兰地震不仅会影响未来地震模型,还会改变科学家对过去地震的理解。Clark寻找了之前地震引发的沿海地区升高的地质记录,这些升高不太可能是由一次一个断裂带断裂引发的。“我们可能误解了之前的一些沿海地区升高的记录,并可能过于简化了过去发生的地震的‘情节’。”来源中国科学报)


来源:嘉兴在线—嘉兴日报    作者:摄影 记者 冯玉坤    编辑:李源    责任编辑:胡金波
 
 
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