科学家首次在海洋中追踪到罕见的“回旋镖”地震

骨折区的重建图像。

科学家们在大西洋断层线上观察到了一次“回旋镖”地震，提供了有关它们如何在陆地上造成破坏的线索。

当岩石突然在断层（两个块或板块之间的边界）断裂时发生地震。在大地震中，岩石破裂会沿断层线传播。现在，一个国际研究人员团队记录了一次“回旋镖”地震，破裂最初从最初的破裂扩展开，然后以更高的速度转弯并向后奔跑。

沿断层破裂的强度和持续时间会影响地面上地面震动的程度，这可能会损坏建筑物或造成海啸。最终，了解断层破裂的机理和所涉及的物理原理将有助于研究人员对未来的地震做出更好的模型和预测，并可以为地震预警系统提供信息。

该团队由南安普敦大学和伦敦帝国学院的科学家领导，于2020年8月10日在《自然地球科学》中报告了他们的研究结果。

打破地震声屏障

虽然大地震（震级为7或更高）发生在陆地上，并已通过附近的监测仪网络（地震仪）进行了测量，但这些地震通常会触发沿着复杂断层网络的运动，例如一系列多米诺骨牌。这使得很难跟踪这种“地震滑动”如何发生的潜在机制。

在海洋下，许多类型的断层具有简单的形状，因此有可能进入“地震引擎”的顶盖。但是，它们与陆地上的大型地震仪网络相距甚远。该小组利用一个新的水下地震仪网络来监测罗曼奇断裂带，该断裂带延伸到赤道附近大西洋下方900公里处。

2016年，他们在罗曼奇断裂带记录了7.1级地震，并沿断层追踪了破裂情况。这表明，破裂首先沿一个方向传播，然后在地震中途转弯并打破了“地震声屏障”，成为超快地震。

全球仅记录了少数这样的地震。研究小组认为，破裂的第一阶段对于造成第二迅速滑动的阶段至关重要。

提供地震预报

这项研究的第一作者，帝国理工大学地球科学与工程系的斯蒂芬·希克斯博士说：“虽然科学家们发现从理论模型中可以发现这种反向破裂机制，但我们的新研究为这种神秘机制在实际断层中的发生提供了一些最清晰的证据。”

“即使断层结构看起来很简单，但地震的发展方式却并非如此，这与我们期望在开始分析数据之前地震的样子完全相反。”

但是，研究小组说，如果在陆地上可能发生类似类型的反向地震或回旋镖地震，那么地震中途转折处的地震破裂会极大地影响引起的地面震动。

鉴于之前缺乏观测证据，这种机制在地震情景建模和评估此类地震的危害中尚未得到解释。对回旋镖地震的详细跟踪可以使研究人员在其他地震中找到类似的模式，并将新的情景添加到其建模中，并改善地震影响的预测。

所用的海底地震仪网络是PI-LAB和EUROLAB项目的一部分，该项目是一项由英国自然环境研究委员会，欧洲研究委员会和美国国家科学基金会资助的百万美元实验。

参考：Stephen P. Hicks，Ryo Okuwaki，Andreas Steinberg，Catherine A. Rychert，Nicholas Harmon，Rachel E. Abercrombie，Petros Bogiatzis，David Schlaphorst和Jiri Zahradnik撰写的“ 2016 Mw7.1 Romanche变换断层地震中向后传播的超剪切破裂” ，J-Michael Kendall，Yuji Yagi，Kousuke Shimizu和Henriette Sudhaus，2020年8月10日，自然地球科学。
10.1038 / s41561-020-0619-9