圣安德烈亚斯断层上的“慢地震”增加了大地震的风险

圣安德烈亚斯断层上的“慢地震”增加了大地震的风险

地质学家长期以来一直认为，加州著名的圣安地列斯断层(San Juan Bautista)的中段——从南向南，一直延伸到大约80英里(约合483公里)的帕克菲尔德(Parkfield)——有一种稳定的爬行运动，可以提供安全的能量释放。

在过去的几十年里，圣安德烈亚斯中部发生的地震减少了大地震从北到南破坏整个断层的可能性。

然而，亚利桑那州立大学的两名地球物理学家的新研究表明，这一中心区域的地球运动并不像以前认为的那样平稳和稳定。

相反，这一活动是一系列小的粘滑运动——有时被称为“慢地震”——在几个月内释放能量。尽管这些缓慢的地震没有引起人们的注意，但研究人员说，它们会在周围引发巨大的破坏性地震。2004年发生在帕克菲尔德的6级地震就是其中之一。

ASU地球与空间探索学院(SESE)的研究生研究助理Mostafa Khoshmanesh说:“看起来稳定、持续的蠕变实际上是由断层沿线的加速和减速过程组成的。”他是《自然地球科学》一篇报道这项研究的第一作者。

“我们发现断层上的运动每隔一到两年就开始一次，持续了几个月才停止，”SESE的助理教授、论文合著者Manoochehr Shirzaei说。

Shirzaei说:“这些间歇性的缓慢地震导致了断层北部和中部南部被锁住的部分的压力增加。”他指出，这些侧翼部分经历了两次7.9级的地震，在1857年(Tejon)和1906年(旧金山)。

科学家们还提出了一种机制，可能会导致走走停停的运动。

“断层岩包含一个流体相，它被困在颗粒之间的空隙中，被称为孔隙”，Khoshmanesh说。断层物质的周期性压实会引起流体压力的短暂上升，从而使断层松解，使运动变得容易。

从地球轨道看地下

这两位科学家在2003年至2010年间使用了来自轨道的合成孔径雷达数据。这些数据让他们能够绘制出圣安地列斯山脉中部地区的逐月变化。他们将详细的地面运动观测和地震记录结合起来，建立了一个数学模型。该模型让他们探索慢地震的驱动机制及其与附近大地震的联系。

“我们发现，断层的这部分每年平均移动约3厘米，略多于1英寸，”Khoshmanesh说。“但有时这种运动完全停止，而在另一些时候，这种运动每年最多移动10厘米，也就是大约4英寸。”

从他们的研究中发现的圣安地列斯断层中央的图像显示，它的粘滑运动与圣安地列斯断层的其他部分的运动在一个小的时间尺度上类似。

他们指出，这项新观测具有重要意义，因为它揭示了一种新型的断层运动和地震触发机制，而这种机制在目前加州使用的地震灾害模型中没有得到解释。

正如Shirzaei所解释的，“根据我们的观察，我们相信加州的地震灾害是随时间变化的，可能比人们到目前为止所认为的要高。”他补充说，准确估计这种变化的危险对于将地震预报系统包括在内至关重要。

就像Khoshmanesh说的，“根据目前的独立时间模型，在未来30年内，加州北部和南部发生7级或以上地震的可能性为75%。”