海底深處的礦物質化學轉化可以解釋為什麼印度尼西亞的2004年超級誇張出乎意料的破壞性,研究人員在5月26日報告科學。
它引發的幅度9.2地震和海嘯殺死了25萬人,扁平的村莊,並掃除了整個東南亞的房屋。這是記錄歷史上最致命的海嘯之一。
“它提出了一大堆問題,因為這不是我們認為會發生9級地震的地方。”
地震學家預測,厚厚但穩定的沉積物層構造板塊在印尼島海岸附近相遇的沉積物應限制地震的力量。但是,相反,這種地震是全球記錄中的第三次。
杜根(Dugan)與其他30位科學家一起在國際海洋發現計劃中合作花了兩個月的時間。研究人員在蘇門答臘沿岸的兩個地方鑽了1500米以下1,500米,從而提取了狹窄的沉積物。這種沉積物非常緩慢地朝著2004年地震發生的斷層移動 - 一個區域,一個巨大的構造板滑過另一個地震,將該板向下推動。
分析沉積物如何隨深度變化可以為科學家提供在斷層區附近發揮作用的地質過程的快照。
尤其是深處,研究人員確定了一層沉積物,其中水的鹽度低於或下方的沉積物中的水。由於海水滲入沉積物會咸,因此淡水的證據表明,水必須從沉積物中的礦物質中釋放出來。
杜根(Dugan)提出,在數千萬年內,礦物質坐在海底上,將其烘烤到其晶體結構中。然後,更多的沉積物在上面定居。它在如此厚實的沉積物毯子下烤了,將礦物質加熱。溫度升高觸發了沉積物內的化學轉化,將水從礦物質晶體中推出,並在穀物之間的微小毛孔中。
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這項研究中採樣的沉積物仍在脫水。杜根說,到任何一個到達板塊邊界時,它將被埋葬在更大的沉積物之下,並且可能會完全脫水。
杜根說,起初,解放的水會減輕材料,實際上通過吸收更多的力來降低大地震的風險。但是,隨著沉積物越來越接近數百萬年的斷層,水流流下來,使其脆弱且不穩定 - 這是巨型量化的理想設置。
這種沉積物脫水過程的時機可以使地震產生或打破地震。杜根說,如果在2004年地震發生時,在斷層附近的沉積物處於軟化狀態,震顫可能並沒有那麼致命。但是,由於足夠的時間已經過去了,它再次變得脆弱,因此構造板能夠在地震過程中迅速彼此滑過更大的距離。這種大規模的運動使海底自身移動,使海嘯開始運動。
加利福尼亞大學伯克利分校的地震學家羅蘭·布格曼(RolandBürgmann)說:“實際上,這些地震的海嘯被證明是最致命和最危險的。”流離下海底的地震更有可能觸發海嘯。
這些發現可能適用於其他類似厚的沉積物的斷層,例如西北太平洋地區的卡斯卡迪亞俯衝帶。
Bürgmann說,但是在將此類分析應用於此類故障之前,需要更多的證據。他說,關於蘇門答臘過錯發生的事情的論點令人信服。 “但是,這只是一個數據點。它尚未實現模式。”
編者註:這個故事已更新,以澄清研究人員在海底下方鑽探水鹽度的變化。