酷研究/法美研究人員以實驗 揭示深源地震起因

法美研究人員聯合發表的一份最新研究報告顯示,深源地震的發生很可能由地幔中的礦物成分發生相變引發。

大陸新聞中心/綜合報導

法美研究人員聯合發表的一份最新研究報告顯示,深源地震的發生很可能由地幔中的礦物成分發生相變引發。

根據新華網報導,深源地震是指震源深度超過公里的地震,一般發生在俯衝板塊內。地球上有記錄以來的最深地震發生在地下700多公里處。由於震源較深,這類地震對地表產生的危害較小,但其發生機制至今仍是未解之謎。

此前有觀點認為,這類地震的發生可能與地幔岩的主要礦物組分——橄欖石發生相變有關。相變是指物質在溫度、壓力等外部參數發生連續變化時,從一種相態變成另一種相態的過程。

根據這種觀點,隨著深度與壓力的增加,俯衝板塊內的橄欖石會變成另一種密度更大的相態,從而導致處於俯衝狀態的岩石發生斷裂,引發地震。但一直以來,這種假說既無有說服力的物理模型支援,也缺乏實驗依據能將礦物成分相變與極端壓力和溫度下的斷裂聯繫起來。

一個由法國和美國科研人員組成的研究小組日前在新一期美國《科學》期刊上報告說,他們藉助同步加速器輻射以及聲學和材料領域的高端技術,在實驗室中成功類比了深源地震發生過程。

研究人員將具有橄欖石結構的鍺酸鎂置於2吉帕至5吉帕(1吉帕為1萬個標準大氣壓)的連續高壓和900攝氏度至1000攝氏度的連續高溫條件下,他們觀測到鍺酸鎂在由橄欖石結構晶體相變為尖晶石結構晶體過程中會發生化學鍵斷裂,並形成新的晶核。這些鍵的斷裂擴散極快,快速釋放能量,並產生瞬間彈性波。

研究人員說,他們類比的這一過程與深源地震極為相似,而產生的瞬間彈性波強度和數量也遵循統計地震學反應一定區域、一段時間內地震震級和數量的常用關係式,表明深源地震很有可能由地幔中礦物成分發生相變引起。