研究人員提出，大陸轉型大地震往往始於分支斷層，這些斷層可能是更大斷層破裂的”匝道”。 這項假說如果得到證實，將對地震監測系統和備災工作產生影響。自2000 年以來，五次最大的大陸轉換地震都發生在主斷層的分支上，有兩位研究人員預測，下一次此類大地震也將開始於分支或延伸斷層。

去年在土耳其發生的7.8 級Pazarcık 地震就是這類破壞性大地震之一。 這次地震始於一條分支斷層，2001 年西藏北部發生的7.8 級可可西里地震、2002 年阿拉斯加發生的7.9 級迪納利地震、2008 年中國汶川發生的7.9 級地震以及2016 年新西蘭發生的7.8 級Kaikōura地震也是如此。

全球約有2.5 萬公里的大陸轉換斷層，其中包括一些著名的斷層，如聖安德烈亞斯斷層、紐西蘭的阿爾卑斯山斷層和土耳其的北安納托利亞斷層。 當它們斷裂的時候，它們會從一個分支開始嗎？

在地震學研究快報中，Temblor 公司的羅斯-斯坦因（Ross Stein）和加州大學洛杉磯分校的彼得-伯德（Peter Bird）提出，分支斷層可以作為”匝道”，在更成熟的”超級高速公路”大陸轉換斷層上產生斷裂。

他們承認，目前史坦恩和伯德的預測只是一個假設，還需要更多的檢驗。 但在這些斷層上，平均每兩到五年就會發生一次7.8 級或更大的地震，所以我們不需要等太久就能知道他們的預測是否成立。

史坦因說：「這在10年內是可以檢驗的。」他補充說，這些發現可能有助於調整地震預警系統，並可能改變現在對哪些斷層進行儀器監測。

2023 年發生的土耳其地震促使研究人員思考大陸轉型大地震起源於何處以及如何發生的問題。

史坦因回憶說：「7.8級地震竟然發生在一個小斷層上……這似乎太離奇了，沒有人會把它當作重要地震的候選地。因此，這就提出了一個問題：這只是畸形地震，還是這告訴了我們地震是如何開始的？

研究人員回顧了過去25 年發生的7.8 級或更大的大陸轉換地震，發現最大的五次地震都發生在分支斷層上。 他們還發現了其他一些可能始於分支斷層的同級地震–包括1906 年摧毀舊金山的7.8 級地震。

不過，史坦因和伯德的結論是，分支斷層並不是一些稍微小地震的起源，包括1990 年菲律賓呂宋島7.7 級地震和2013 年巴基斯坦俾路支省7.7 級地震。

在SRL論文中，研究人員討論了為什麼大地震可能不會從主轉換斷層本身開始，以及分支斷層如何引發斷裂。

史坦因解釋說，大陸轉換斷層的累積滑動”粉碎和剪切了斷層周圍約100 公尺寬區域內的岩石”，形成了一種稱為”大熔岩”的岩石。 斷裂和咀嚼過的岩石允許在很低的剪應力水平下發生斷裂，從而減輕了導致大地震的應力累積。

岩粒之間有大量的孔隙空間，這些空間可能充滿流體。 研究人員提出，如果地震發生在”匝道”上的分支斷層，岩石剪切產生的突發熱量會”突然加熱這些流體，使其膨脹，從而使斷層突然變得非常濕滑，將其變成一條斷裂高速公路，”斯坦因說。 “如果這些分支斷層以超剪切速度斷裂，那麼它們就有可能引發巨大的事件。如果分支斷層以超剪切速度斷裂–斷裂本身的移動速度超過最強的地震波–它就會以高速飛向主斷層，一下子把主斷層踢得很重。

史坦因和伯德認為其建議的所有部分都應該在未來進行測試，尤其是目前還不清楚為什麼分支斷層可能會啟動一些大陸轉換斷層地震，而有些則不會。

監測斷層的地震網絡通常沿著主斷層最為強大，”因為我們通常認為地震始於最終滑動的斷層，」斯坦因說。

“但如果史坦因和伯德的假設是正確的，我們就需要在更廣闊的範圍內進行監測，”他指出：”所有這些被我們忽略的、可能引發大地震的癩蛤蟆斷層，實際上都可能非常重要。

編譯自/ SciTechDaily

DOI: 10.1785/0220240175