大规模地震为深入地球提供了新见解

在2018年逐渐减弱的几个月中，人类历史上有两次最强烈的深地震震撼了南太平洋的汤加-斐济地区。

在对这些深度地震的首次研究(通常被定义为在地球表面以下350公里或更深处发生的任何地震)中，由佛罗里达州立大学领导的研究小组对这些重大地震事件进行了表征，揭示了有关我们地球行星的新的令人惊讶的信息神秘，千变万化的内饰。

研究小组的发现发表在《地球物理研究快报》上，描述了造成地震的复杂地质过程，并提出了第一个强大的扰动实际上已经触发了第二个扰动。

密西根州立大学地球，海洋和大气科学系的地震地震学家范文远说：“我们不会经常发生这类大地震。” “这些深地震，尤其是较大的地震，并没有真正被周围的环境所推动。为什么会这样呢?这是一个令人信服的问题。”

虽然很少在地球表面上感觉到深地震，但是研究这些泰坦尼克号事件可以帮助研究人员更好地了解地球内部的系统和结构。

但是，深地震的精确机制长期以来一直是地震科学家们的一个谜。深地球的极端温度和压力条件不适用于通常引起地震的那种机械过程，即大板块的运动和突然滑动。

取而代之的是，巨大的压力将物体牢牢地固定在位，而飙升的温度使岩石物料的表现像巧克力一样-粘性地运动，而不是像在浅层表面那样像冰块。

范说：“我们没想到会发生深地震。” “这不应该发生。但是我们确实观察到了深部地震。那为什么?怎么做?在这种条件下什么样的物理过程在起作用?”

通过先进的波形分析，范和他的团队发现，第一次地震-发生在8.2级的庞然大物，使其成为有史以来第二大深度地震-是两个不同物理过程的产物。

他们发现，地震始于该地区地震重要的一块板块，一块构造板块的一部分俯冲在另一块构造板之下。平板岩心比起沸腾的炎热环境要凉爽，因此更容易发生地震成核。

平板岩心开始形成地震后，地震波便传播到了更温暖，更富韧性的环境中。这种向外传播使地震从一种机械过程转移到另一种机械过程。

范说：“这很有趣，因为在人们认为汤加之前主要只有一种类型的机制，它位于冷板坯的核心内。” “但是实际上我们看到涉及多种物理机制。”

对于范和他的团队来说，8.2级地震中存在的双重机理传播模式并不完全令人惊讶。这个过程使人联想到1994年发生在该地区的同样深的7.6级地震。这些可识别的模式是一个有希望的迹象。

范说：“看到某种可预测的东西，如在8.2级地震中观察到的重复模式，是非常令人满意的。” “它带来了希望我们确实对该系统有所了解的希望。”

但是第二场地震发生在第一次地震后的18天，这更令人困惑。7.9级惊厥发生在以前地震活动很少的区域。与南美深部地震相比，第二地震中存在的独特物理机制比震撼南太平洋的大规模地震更具相似性。而且，令研究人员感到困惑的是，相对于相当大的规模，7.9级地震产生的余震出奇地少。

范说，不知何故，以前的地震地区引发了一场大地震，然后立即恢复正常。

正是大多数球迷感兴趣的触发过程。他说，这次“双重地震”说明了深层地球过程的动态和相互联系的性质，以及迫切需要更好地了解这些复杂过程的运作方式。

他说：“重要的是，我们要解决大地震如何引发其他不远的大地震的问题。” “这是一个很好的证明，似乎涉及的物理过程仍然未知。我们已经逐渐学会识别模式，但是在某种程度上我们无法确切地知道它是如何工作的。我认为这对任何类型的都很重要危害预测。这不仅是知识上的兴趣，而且对人类社会很重要。”

这项研究由伍兹霍尔海洋学研究所的博士后学者计划资助。

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