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地球物理学家揭示了哥斯达黎加的Megathrust断层

发布:2018-05-14      点击:14

向海向海沟方向看的浅层巨石的透视图;正面棱镜已被切除。色标表示海底以下的深度,灰色表示海底。信用:Edwards等人,Nature Geoscience,Feb-2018

地球物理学家已经获得了哥斯达黎加西部一个危险的超大断层断层的详细三维图像,两块地壳碰撞。这些图像揭示了断层表面的特征,包括长槽或波纹,可以确定断层在地震中如何滑动。

这项研究于2月12日发表在Nature Geoscience上,重点介绍了哥斯达黎加俯冲带,科科斯板块缓缓俯冲到加勒比板块的下方。第一作者Joel Edwards博士说,在断层表面的不同部分看到的纹理变化可能解释了为什么哥斯达黎加有复杂的斑片状地震,似乎不会在浅层深度滑动,这与其他一些巨石层断层不同。加州大学圣克鲁兹分校地球和行星科学的候选人。

“我们的新图像表现出巨大的变化,这可能与我们在该地区观察到的一些地震现象有关,”爱德华兹说。

Megathrusts是俯冲带中发现的巨大连续断层,是造成地球上最大的地震的原因。 Megathrust地震可以产生破坏性海啸,并且是位于俯冲区附近的社区面临的严重危险。了解这些故障的工作机制对全球灾难管理至关重要。

Edwards与UC Santa Cruz,美国地质调查局,德克萨斯大学奥斯汀分校和麦吉尔大学的地球物理学家团队合作,利用尖端声学成像技术获取了三维断层界面图像。他们沿界面观察到的长槽或波纹在尺寸上与沿快速流动的冰川和沿着一些海洋脊的底部发现的相似。图像也显示出不同程度的光滑度和在断层的不同部分上的波纹。

“这项研究产生了一个前所未有的巨大的观点。这种3-D信息对于我们更好地理解全球范围内的超大型故障和相关危害的能力至关重要,“美国地质调查局圣克鲁兹地球物理学家Jared Kluesner说道。

声学数据集于2011年春季在学术研究船Marcus G. Langseth收集。该船拖着一系列水下麦克风和声源,因为它在断层区域形成了一系列重叠的环路。这些数据在接下来的2年中得到了处理,并且已经被用于研究俯冲带过程不同方面的大量研究。这项特别的研究集中在滑动板之间的界面上,作为滑动和滑移过程的记录。

“三维选址非常好,所得到的声学数据集显示出非凡的细节,”爱德华兹说道,注意到合作者地球和行星科学教授艾米莉布罗茨基是第一个认识波纹的人。这些特征在陆地暴露的断层中已被观察到,但从未在断层表面以下的断层中观察到。

“我有一个界面的早期版本,模糊地显示了长槽,在我的资格考试期间,布罗德斯基看到他们并问,'那些波纹!'我不知道,但我知道他们是真正的特征。滑动波纹是一个非常整洁的假设,我们在那之后挖掘它,“他说。

该研究领域长期以来一直是哥斯达黎加地震项目(CRISP)钻入巨石层的目标。加州大学圣塔克鲁兹分校地球和行星科学名誉教授Eli Silver等CRISP项目的合作者Eli Silver决定进行三维地震研究,该研究必须先于任何深度钻探,该项目由美国国家科学基金会“目前,两项钻探工作已经完成,目标较浅,尽管尚未安排,但我们希望深钻将发生,”Silver说。

研究人员希望在其他俯冲带上使用类似的成像技术,例如美国西海岸北部的卡斯卡迪亚边缘,那里有大型大地震和相关海啸的历史。 “沿着卡斯卡迪亚边缘进行这种类型的3-D研究可以为我们提供关于巨大震荡的关键信息,这是一个对美国西海岸构成重大危险风险的板块边界,”Kluesner说。

除了Edwards,Kluesner,Silver和Brodksy之外,论文的合着者还包括美国地质勘探局的Danny Brothers; Nathan Bangs在德克萨斯大学奥斯汀分校;麦吉尔大学的Jamie Kirkpatrick; UC Santa Cruz大学的本科生Ruby Wood和Kristina Okamoto。

出版物:Joel H. Edwards等人,“从哥斯达黎加向海外发现的瓦楞原岩”,自然地球科学(2018)doi:10.1038 / s41561-018-0061-4

Source:Tim Stephens,UC Santa Cruz