自然探索：天然地震閘門決定是否會發生8級以上大地震


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一項新研究發現存在天然的“地震閘門”（earthquake gate），決定地震強度是否會增強到8級甚至以上。有時候，這一“閘門”會將地震強度“擋”在 7 級之內，而那些通過“閘門”的地震會達到8級甚至以上，而且釋放的能量是7級地震的32倍之多。
“地震閘門就好像在單車道建築區域指揮交通的交警。有時候你要亮起‘放行’的綠燈，有時候又要亮起紅燈，釋放‘停止信號’，直到情況改變。”加利福尼亞大學河濱分校（UC Rvierside）的地質學家Nicolas Barth講道。
研究人員在研究新西蘭阿爾卑斯山斷層（Alpine Fault）時發現了這一“閘門”，他們當時推斷未來50年內此地發生一場破壞性地震的可能性為 75%。研究模型還表明，下一場地震有82%的幾率通過“閘門”，強度為8級或以上。這些觀點如今發表在《自然·地球科學》（Nature Geoscience）期刊上。
該研究由包括Barth在內的國際團隊合作完成，團隊成員還包括來自新西蘭惠林頓維多利亞大學（Victoria University of Wellington），新西蘭地質學與核科學研究所（GNS Science），奧塔哥大學（University of Otago）和美國地質調查局（US Geological Survey）的科學家。
研究結合兩種方法來調查地震：地質學家收集的過去地震證據和地球物理學家展開的計算機模擬。隻有同時使用兩種方法，研究人員才能獲得預測阿爾卑斯山斷層未來地震活動的新思路。


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“大地震引發劇烈震動和山體滑坡，攜帶泥石流匯入河流湖泊中。”研究的主要作者Jamie Howarth說，“我們在湖底沉積物上鑽幾米，就能認出其中標誌該地區附近地震情況的不同模式。通過測定沉積物年代，我們還能精確判斷地震發生的時間。”Howarth是惠靈頓維多利亞大學的地質學家。
沿阿爾卑斯山斷層六個地點收集到的沉積物記錄確認了過去4000年內最後20場大地震的程度，這也成為了全球同類地震記錄中最詳細的記錄之一。
這一完整的地震記錄給研究人員提供了寶貴機會，他們得以將自己的數據和計算機生成的10萬年地震記錄相比較。團隊使用了加利福尼亞大學河濱分校傑出名譽教授James Dieterich所開發的一套地震模擬代碼。
隻有斷層幾何結構模型匹配阿爾卑斯山斷層，才能再生成地震數據。“模擬表明，位於地震閘門處較小的6～7級地震會改變應力，阻止更大地震的發生傾向。”Barth說，“我們知道最近三場大地震都通過了閘門。在最佳匹配模型中，下一場地震也會有82%的幾率通過閘門（即達到8級以上）。”


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除了新西蘭之外，地震閘門也是美國加州活躍的重要研究領域。南加州地震中心（Southern California Earthquake Center）由100多家研究機構組成，加利福尼亞大學河濱分校是其核心成員。如今該中心將地震閘門研究作為重點項目。研究人員著重調查的目標是聖貝納迪諾（San Bernardino）附近的卡宏走廊（Cajon Pass），在此地，聖安德烈斯斷層（San Andreas faults）和聖哈辛托斷層（San Jacinto faults）相互作用，可能引發地震閘門行為，調節下一場破壞性地震的強度。
“我們開始意識到我們的數據和模型已足夠詳細，可以開始預測地震模式。不僅僅是地震發生的可能性，還包括地震可能的強度和範圍，這將幫助我們做好更充分的準備。”Barth總結道。
翻譯：阿金
審校：戚譯引
引進來源：加利福尼亞大學河濱分校


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