對基勞埃阿火山120年的數據研究揭示了應力在火山系統中的演變過程
來自夏威夷大學馬諾阿分校地球科學系的研究人員分析了夏威夷島基勞埃阿火山120年來的數據,首次發現了跨世紀的變形和應力變化模式。 他們的研究重點是1975年卡拉帕納7.7級地震,這次地震也引發了20英尺高的海嘯。 研究結果最近發表在《地球物理研究》。

「解密基勞埃阿火山的歷史加深了我們對火山和地震災害的了解,」這項研究的第一作者勞倫-沃德-勇(Lauren Ward Yong)說,這是她在馬諾阿大學海洋與地球科學技術學院(SOEST)完成的博士論文的一部分。她說:「這項研究提供了關於火山系統中應力如何演變的重要見解,指導我們預測和解釋未來地震和岩漿事件的能力。”
這項研究凸顯了”地殼”的潛在危險。 「地殼”是基勞埃阿火山下方的主要斷層帶,兩個岩塊在這裡相互移動,不斷推動火山嚮南移動,造成了該地區發生大地震和複雜火山活動的風險。

夏威夷大島東南部區域圖,包括海拔和水深等高線以及地表斷層痕跡(上圖)。 上圖為AA′ 剖面圖,下圖為主要地質特徵的大致預測位置(下圖)。 資料來源:Yong 等人(2024)
Yong和合著者透過分析六個不同的大地測量資料集,探索了1898-2018年期間火山的變形和應力變化。 他們的分析包括338396 次地震觀測和15000 多次地表運動或位移測量,從而構建了一個計算模型,複製了1975 年卡拉帕納大地震之前、期間和之後觀測到的位移和應力。 此模型精確定位了推動這些變化的主要結構特徵–斷層面、裂谷帶和岩漿室。
他們發現,1975 年卡拉帕納地震極大地改變了該地區的應力和變形狀態。 1975 年之前,在大地震的發源地,沒有任何滑動的跡象。
Yong說:「這項發現表明,隨著時間的推移,該地區很可能被摩擦鎖定,並緩慢地累積應力,最終導致斷裂。此外,我們還觀察到,基拉韋厄火山的南翼–一個從火山山頂向海岸線延伸的地質活躍區域–在卡拉帕納地震之前經歷了比地震之後更大、更複雜的位移。

正在噴發的基勞埃阿火山東裂谷區
Yong和合著者對基勞埃阿火山的地層進行分析後發現,平均滑移量從1975年地震前的每年10公分減少到地震後的每年僅4公分。 這些滑動和應力分佈的變化表明,隨著時間的推移,摩擦等機械特性的變化會影響該地區的地震和岩漿活動。
“夏威夷社區與活火山毗鄰而居,面臨巨大的地震風險,”Yong 說。 “這項研究透過揭示過去發生的重大事件,加強了夏威夷大學為夏威夷居民和生態系統的安全和福祉推進科學發展的承諾,從而提高了防災能力。”
基勞埃阿火山的歷史為我們了解岩漿過程與地震週期之間的複雜關係提供了寶貴的資料。 在此基礎上,Yong 和她的團隊計劃透過深入研究基勞埃阿火山結構特徵的關鍵特性(如斷層面上的摩擦力)來完善他們的模型,從而加深對應力變化如何引發地震和岩漿活動的理解。
編譯自/ ScitechDaily