海底深处的矿物质化学转化可以解释为什么印度尼西亚的2004年超级夸张出乎意料的破坏性,研究人员在5月26日报告科学。
它引发的9.2地震和海啸炸死了25万人,扁平的村庄,并扫过了整个东南亚的房屋。这是记录历史上最致命的海啸之一。
“它提出了一大堆问题,因为这不是我们认为会发生9级地震的地方。”
地震学家预测,厚厚但稳定的沉积物层构造板块在印尼岛海岸附近相遇的沉积物应限制地震的力量。但是,相反,这种地震是全球记录中的第三次。
杜根(Dugan)与其他30位科学家一起在国际海洋发现计划中合作花了两个月的时间。研究人员在苏门答腊沿岸的两个地方钻了1500米以下1,500米,从而提取了狭窄的沉积物。这种沉积物非常缓慢地朝着2004年地震发生的断层移动 - 一个区域,一个巨大的构造板滑过另一个地震,将该板向下推动。
分析沉积物如何随深度变化可以为科学家提供在断层区附近发挥作用的地质过程的快照。
尤其是深处,研究人员确定了一层沉积物,其中水的盐度低于或下方的沉积物中的水。由于海水渗入沉积物会咸,因此淡水的证据表明,水必须从沉积物中的矿物质中释放出来。
杜根(Dugan)提出,在数千万年内,矿物质坐在海底上,将其烘烤到其晶体结构中。然后,更多的沉积物在上面定居。它在如此厚实的沉积物毯子下烤了,将矿物质加热。温度升高触发了沉积物内的化学转化,将水从矿物质晶体中推出,并在谷物之间的微小毛孔中。
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这项研究中采样的沉积物仍在脱水。杜根说,到任何一个到达板块边界时,它将被埋葬在更大的沉积物之下,并且可能会完全脱水。
杜根说,起初,解放的水会减轻材料,实际上通过吸收更多的力来降低大地震的风险。但是,随着沉积物越来越接近数百万年的断层,水流流下来,使其脆弱且不稳定 - 这是巨型量化的理想设置。
这种沉积物脱水过程的时机可以使地震产生或打破地震。杜根说,如果在2004年地震发生时,在断层附近的沉积物处于软化状态,震颤可能并没有那么致命。但是,由于足够的时间已经过去了,它再次变得脆弱,因此构造板能够在地震过程中迅速彼此滑过更大的距离。这种大规模的运动使海底自身移动,使海啸开始运动。
加利福尼亚大学伯克利分校的地震学家罗兰·布格曼(RolandBürgmann)说:“实际上,这些地震的海啸被证明是最致命和最危险的。”流离下海底的地震更有可能触发海啸。
这些发现可能适用于其他类似厚的沉积物的断层,例如西北太平洋地区的卡斯卡迪亚俯冲带。
Bürgmann说,但是在将此类分析应用于此类故障之前,需要更多的证据。他说,关于苏门答腊过错发生的事情的论点令人信服。 “但是,这只是一个数据点。它尚未实现模式。”
编者注:这个故事已更新,以澄清研究人员在海底下方钻探水盐度的变化。