自然界两种最具破坏性的力量:地震和海啸可能比想象中的威胁更大

根据今天(2021年5月3日)发表在《自然-地球科学》上的由新墨西哥大学和南洋理工大学的科学家进行的新研究,自然界的两种最具破坏性的力量:地震和海啸,实际上可能比目前的估计更具威胁。 研究人员开发了一种新的方法来评估由离岸俯冲区最远的部分所代表的地震和海啸危险,并发现在一些地区的危险可能被系统地低估了,这意味着鉴于新的结果,海啸风险评估应该被重新进行。

这些发现对于在未来发生地震和海啸时减轻全世界受影响地区的风险具有重要意义,包括东南亚和环太平洋地区。

巨型地震是全世界经历的最强大的地震之一,发生在俯冲区,即两个构造板块交汇,一个在另一个下面滑动的地方。板块不断向对方移动,但如果它们之间的界面或断层被卡住,那么随着时间的推移就会产生“滑移赤字”。像债务一样,这种拖欠最终必须被偿还,而对于构造板块来说,偿还日就是地震日。当这些地震影响到靠近海底的断层最浅的部分时,它们有可能使海底向上移动,也会产生破坏性的海啸。

因此,了解巨型断层的潜在破裂行为,特别是在产生最具破坏性海啸的断层离岸浅层部分,是地质科学家预测地震和海啸淹没危险的关键任务。根据对已恢复的断层带材料的实验室研究,通常认为在断层的浅层部分发生地震行为的可能性有些低。

位于新墨西哥州北部的沙漠中,GPS站点P028的数据有助于对格兰德河裂谷的地质研究。大陆裂谷是一个地球地壳被非常缓慢地拉开的地方。

断层的滑移缺损堆积率也可以通过大地测量观测机制来测量,这种观测可以跟踪地球表面如何随时间移动,例如使用安装在陆地上的高度精确的GPS传感器,再加上一个模型,将断层的滑移如何影响这些站点的移动联系起来。然而,科学家们很难用这种技术来 "看到"断层最浅的部分正在发生什么,因为它远离陆地,在数公里的水面以下,传统的GPS仪器无法操作。

现在,新墨西哥大学和新加坡南洋理工大学(NTU)的科学家们开发了一种新的大地测量方法来推断这一数值,该方法考虑了断层不同部分之间的相互作用,从而产生了一个更准确的物理结果。Lindsey的团队指出,以前的模型没有考虑到这样一个事实:如果断层的深层部分在两次地震之间被卡住,浅层部分也不能移动,即它处于他们所说的 "应力阴影 "中,没有可用的能量积累来导致它滑动。考虑到这种影响,研究小组开发了一种技术,使用相同的陆基数据,但使他们 "看到"离海岸最远地区的断层滑动的能力有了很大的提高,使研究人员能够重新评估俯冲带离岸部分最容易产生海啸的危险。

"我们将这一技术应用于卡斯卡迪亚和日本俯冲带,发现凡是存在较深的锁定斑块的地方,浅层断层也必须有较高的滑移赤字,无论其自身的摩擦特性如何,"Lindsey说,他是联大地球和行星科学系的助理教授,在南洋理工大学新加坡地球观测站工作时进行了这项研究。"如果这些地区能在地震中滑落,全球海啸的危害可能比目前认识到的要高。我们的方法确定了海底观测可以获得这些断层的摩擦特性信息的关键位置,以便更好地了解它们的滑动行为。"

这项研究很重要,因为它要求重新评估以前的全球巨型断层的海啸危险模型。因为这可以用现有的数据来完成,所以重新评估也可以比较迅速地完成。希望这将带来沿海社区对未来的自然灾害事件有更好的准备。

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