中國科學(xué)技�(shù)大學(xué)教授張海江研究組利用東太平洋海隆Gofar�(zhuǎn)換斷層密集海底地震儀�(shù)�(jù),首次發(fā)�(xiàn)受半日潮�(diào)制的諧波震顫信號,并揭示斷層存在“封存-增壓-破裂-排�”的周期性循�(huán)。相�(guān)研究成果6�26日以“首次�(fā)�”形式在線�(fā)表于《科�(xué)》雜志�
海洋�(zhuǎn)換斷層是連接�(kuò)張洋脊的走滑邊界,長期被視為簡單�“保守�”板塊邊界。但近年證據(jù)顯示,這類斷層可能受巖漿和熱液活動(dòng)共同作用,具有復(fù)雜的三維�(jié)�(gòu)。震顫是一種持�(xù)的非脈沖地震信號,對潮汐等微小應(yīng)力高度敏�,可用于追蹤斷層�(nèi)的流體活�(dòng)。然�,轉(zhuǎn)換斷層內(nèi)是否存在震顫信號,此前一直缺乏直接觀測證�(jù)�
研究�(tuán)�(duì)利用2019—2022年布�(shè)的海底地震臺(tái)陣數(shù)�(jù),在Gofar�(zhuǎn)換斷層識(shí)別出持續(xù)的諧波震顫信�,其源區(qū)位于海底以下�4.5公里,恰好落在先前推斷的“地震障礙區(qū)”——該區(qū)域能阻止大地震傳播,卻密集分布著微震活動(dòng)�
研究�(fā)�(xiàn)�2020�9月一�4級地震前,震顫振幅與半日潮汐高度相關(guān),表明斷層處于近臨界狀�(tài)。地震發(fā)生后,相�(guān)性迅速減弱,微震激�,波速比快速反�——反映破裂打開了封閉裂�,排出氣體并注入液體。數(shù)周后,隨著礦物沉淀逐步愈合裂隙,相�(guān)性緩慢恢�(fù),開啟新一輪循�(huán)。該模式在后�(xù)多次地震中重�(fù)出現(xiàn)�
基于�,研究團(tuán)�(duì)提出“閥門�”循環(huán)模型:封存階�,礦物沉淀封閉裂隙,深部巖漿持�(xù)�(chǎn)生揮�(fā)氣體,孔隙壓力升�,系�(tǒng)對潮汐高度敏�,產(chǎn)生震顫;破裂階段,地震打開裂隙,排出氣體,削弱潮汐-震顫耦合,觸�(fā)微震;封存恢�(fù)階段,礦物沉淀再次愈合裂隙,系�(tǒng)回到封存狀�(tài),循�(huán)重啟�
Gofar�(zhuǎn)換斷層上的震顫-潮汐相關(guān)� 中國科大供圖
該研究首次在海洋�(zhuǎn)換斷層發(fā)�(xiàn)潮汐�(diào)制震顫,表明�(zhuǎn)換斷層并�“保守�”板塊邊界,而是受流體、潮汐和巖漿共同�(diào)控的�(dòng)�(tài)系統(tǒng)。該成果為認(rèn)�(shí)海洋�(zhuǎn)換斷層力�(xué)�(jī)制和地震危險(xiǎn)性提供了新范�,對深海熱液系統(tǒng)和成礦研究也具有啟示意義�
中國科大為論文第一單位。博士生楊浩為第一作�,張海江為通訊作�,南方科技大學(xué)研究員葉玲玲為合作�。本工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)�(jì)劃和國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資�。(來源:中國科�(xué)�(bào) 陳歡歡)
相關(guān)論文信息�https://www.science.org/doi/10.1126/science.aed5665