随着阿拉斯加冰川的巨大重量迅速融化,下面的土地再次上升,就像压力消除后的羽毛枕头一样。
根据一个新模型,这种反弹运动可能会导致当地板块接缝处产生应变,从而更容易发生地震。
通过比较 1920 年以来阿拉斯加西南部的冰损失、剪应力和地震记录,研究人员发现大多数大地震都与长期地球回弹有关。
在整个地区,冰融化导致的冰川质量变化增加了底层断层线的应力,导致 30 起 5.0 级以上的地震中至少有 23 起发生。
这种关系微妙但又明显,在 1958 年尤其明显,当时一场 7.8 级地震在利图亚湾引发了历史性山体滑坡和大规模海啸。
自 1770 年以来,利图亚湾附近的冰川湾冰原已经失去了 3,000 多平方公里的冰(近 1,200 平方英里),使冰原变薄达 1.5 公里(0.9 英里)。
在此期间,地球隆升速度最快的区域集中在那些经历了最大冰融化的地区,并且发生在费尔韦瑟断层线旁边。
更重要的是,1958年地震的震中非常接近1770年至1958年间冰荷载变化引起的回弹应力最大的位置。
尽管快速构造载荷仍然被认为是该地区高强度地震的主要驱动因素,但作者表示,冰川冰损失也发挥着较小但重要的伴随作用。
阿拉斯加东南部是太平洋和北美板块相互作用的地方,断层线经常在大地震中破裂,但研究表明,这片土地顶部冰川的重量一直在抑制一些滑移、剪切和滑移。
然而,随着重量的提升,随后的土地上升使板块更容易相互滑过,这可能会对未来地震的时间和严重程度产生影响。 例如,1958 年,冰川融化导致的陆地上升扭曲了断层线的地壳,增加了地震震中附近的应力。
还值得注意的是,1958 年的地震发生在阿拉斯加东南部一年中最热的月份,也是该地区自 1944 年以来最热的一年,这也可能导致短期冰损失更大。
“板块运动是该地区地震活动、隆起和变形的主要驱动因素,”解释地震风险科学家克里斯·罗林斯(Chris Rollins)在阿拉斯加大学费尔班克斯分校进行了这项研究。
“但冰河后的反弹会增加它,有点像蛋糕上的除冰。它使得红色区域的断层更有可能达到其应力极限并在地震中滑动。”
这并不意味着冰川融化会在有冰的地方引发地震,就在活动断层线附近或正下方的区域。
阿拉斯加西南部就是其中之一。 这里的冰川后回升速度每年大约为 4 厘米(1.57 英寸),是地球上测得最快的之一。 此前对该地区的研究表明,1979 年发生的 7.2 级地震是由附近冰川迅速融化引发的。 在这一事件发生之前的几十年里,沿着下面的断层线的压力开始增加,就像许多冰川大幅变薄甚至完全消失一样。
格陵兰岛是另一个可能的热点地区。过去的学习研究人员还发现,最严重的地震主要集中在该国没有最厚冰层或正在发生大量冰融化的地区。
新模型支持了这些发现并梳理出了一些细节。 例如,如果断层线沿着冰负荷减少的边缘延伸,作者发现陆地上升的松开效应较温和,并且应力仅在断层线的一侧产生。
然而,如果减少的冰载荷直接位于断层上方,则松开事件对后续地震的影响要大得多。
“1958 年的震中位于费尔韦瑟断层的唯一一段,[冰川调整]在该断层上引起了右侧滑移的松开和剪切应力增加,”作者写。
尽管如此,研究小组还发现证据表明冰川变薄有助于促进 1979 年圣埃利亚斯压缩边缘发生地震。
圣埃利亚斯地震和利图亚湾地震下方的构造板块完全有可能“注定”会破裂,但是以前的型号关于该地区的地震复发,研究人员认为冰川融化正在加剧构造板块之间的应力,从而比其他情况更早引发地震。
它甚至可能改变了地震的特征,尽管需要进一步的研究来弄清楚这些变化可能是什么。
在这两次事件发生前的几年里,附近发生的其他地震也可能给走滑断层线增加了额外的力量,从而导致了地震。
显然,有很多因素需要考虑,但冰川融化看起来越来越有可能是其中之一。
“虽然[冰川调整]经常与倾滑地震联系在一起,但阿拉斯加东南部的例子表明,它也可能影响走滑地震,”作者写。
“这可能适用于走滑断层附近快速[冰川调整]的其他情况,例如在巴塔哥尼亚北部,也可能沿着新西兰的阿尔卑斯断层。”
该研究发表于JGR固体地球。