2024-08-15 07:57来源:本站
人们通常认为地震只发生在构造板块的边界附近,而大约90%的地震确实发生在这些地区。这些边界包括,例如,圣安德烈亚斯断层,它大致沿着加利福尼亚西海岸运行,北美板块和太平洋板块在那里相遇。
但并非所有地震都发生在板块边界。例如,1811年冬天,密苏里州新马德里附近发生的地震距离最近的断层有数千英里,但7.2级至8.2级的地震强烈震动了该地区,引发了一系列强烈余震,统称为1811-1812年新马德里地震。
那么这是怎么可能的呢?远离板块边界的地方地震是如何发生的?
首先,作为一个比较点,了解常规地震沿着边界线形成的方式很重要。这些地区经历了更多的地震,因为地球的内部——也就是地幔——移动了地球的构造板块,导致它们分裂和碰撞。这些板块之间的裂缝被称为断层,很脆弱。所以,当压力开始在这些薄弱环节积聚时,板块就会破裂,给整个地球带来震动。班加罗尔印度科学研究所地球科学中心的地球物理学家Attreyee Ghosh解释说,这就是我们感受到的地震。
但每隔一段时间,构造板块的中间就会发生震动。科学家称之为板块内地震。孟菲斯大学的地球物理学家克里斯汀·鲍威尔说,这种现象发生的确切原因仍然是个谜。她和其他科学家研究了板块内地震高度集中的地方,称为板块内地震带。例如,这些区域存在于美国中部和东部的部分地区。在研究了这些地区之后,专家们对地震为什么会发生在意想不到的地方有了一些理论。
2001年的一项研究提出,一种可能的解释是,板块内地震可能是由古老的冰川引起的。大约2万年前,北美的大部分地区被巨大的冰盖覆盖,地面的重量大大下降。随着冰盖融化,地面缓慢上升,因此地震可能是这种调整的结果。然而,支持这一理论的证据很少。Ghosh说:“地震轴的方向和冰川均衡调整不匹配。”
另一种说法是,板块内地震发生在构造板块内部的老断层周围。数十亿年来,地壳分裂了又合并,旧的伤口留下了伤疤。Ghosh说,当力量传播到板块内部,对这些旧断层施加过大的压力时,它们可能会被重新激活。
地壳和内部的复杂组成也可能是一个因素。2007年发表在《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上的一项研究认为,有时候,一块古代岩石的残骸会卡在板块的中间,导致不稳定。鲍威尔说,热流体管道可能会增加压力,导致地球表面的运动,他在2016年与人合作撰写了一项关于这种上升流的研究。
水力分解或水力压裂——向地下岩石注入水、沙子和化学物质以提取石油或天然气的行为——也可能引发地震。根据2013年《科学》杂志的一篇评论,这些作业产生的废水被注入深井,这些废水会渗入裂缝,润滑旧断层,导致地震活动。例如,水力压裂与2015年俄亥俄州的多次地震有关。
科学家们正试图通过EarthScope等项目的数据来更好地理解这些复杂性,EarthScope使用传感器来捕捉地壳下的动态。鲍威尔回忆说,当这个项目刚开始的时候,一些科学家认为传感器不会发现任何可能导致地震发生的东西,除了在西海岸,也就是板块边界的地方。但这个项目“真的让我们看到了地球内部发生的事情,”住在田纳西州的鲍威尔说。“这是一次了不起的实验。”
了解板内地震很重要,因为它们对生活在这些地震带的人们构成了相当大的风险。1811年至1812年发生在密苏里州新马德里的三次地震造成了相当大的破坏,甚至改变了密西西比河的河道,使其暂时向后流动。2011年,弗吉尼亚州发生的5.8级地震震撼了华盛顿特区,破坏了纪念碑和大教堂。
鲍威尔说:“没有人会想到美国中部和东部会发生地震。“我们必须做好准备。你必须意识到这些地方可能发生地震。”