科学家们发现,在新西兰海岸附近的海底深处隐藏着一个巨大的水库,这可能解释了为什么该地区会发生慢动作地震。
研究人员在一份声明中说,在1.2亿到1.25亿年前的白垩纪早期,当一个美国大小的熔岩柱冲破地壳并凝固成一个巨大的高原时,一个海洋的水被锁在火山岩中。厚厚的沉积物层覆盖了这些岩石,掩埋了太平洋海底2英里(3公里)以下的任何爆炸痕迹。
研究人员沿着新西兰北岛东海岸绘制了一条断层线,发现这些古老的岩石异常“潮湿”,从海底钻出的岩心中,水几乎占了一半的体积。
该研究的主要作者、海洋地球物理学家和地震学家安德鲁·加斯(Andrew Gase)在德克萨斯大学地球物理研究所(UTIG)进行了这项研究,他在声明中说:“正常的海洋地壳,一旦达到700万年或1000万年的年龄,就应该含有更少的水。”
声明称,古火山高原周围的浅海可能侵蚀了岩石,使其形成多孔的蜂巢,吸收水分,并像蓄水层一样储存起来。这片被水浸透的地形在千万年中缓慢变化,随着岩石被磨成粘土并被掩埋,吸收了更多的水。
研究人员在距离Hikurangi断层9.3英里(15公里)的地方发现了这个水下水库。Hikurangi断层或俯冲带是太平洋构造板块俯冲到澳大利亚板块之下并进入地幔的地方。这些板块之间的摩擦产生了不寻常的、缓慢的地震,这种地震可以持续数月,对地球表面几乎没有造成损害。这些地震也被称为“慢滑”事件,只发生在全球少数几个地方,包括太平洋西北部、日本、墨西哥和新西兰。
根据声明,慢滑事件通常与地下储水有关。当一个构造板块在另一个板块下面滑动时,岩石中含有的水可能会产生高压条件,减缓这一过程,防止突然滑动。
根据研究,新发现的水库可能是每隔一到两年在Hikurangi断层发生的无害的慢动作地震的原因。
“这是我们从实验室实验中做出的假设,并通过一些计算机模拟进行了预测,但很少有明确的现场实验来在构造板块的规模上验证这一点,”研究报告的合著者、UTIG主任、地球与行星科学系教授德米安·萨弗(Demian Saffer)在声明中说。
研究人员利用地震扫描建立了水下区域的3D图像,并发现了水库。但为了确定它延伸到地壳多远,并确认它对断层周围压力的影响,他们将不得不深入海底,Gase说。
他说:“我们无法看到足够深的地方,以确切了解断层的影响,但我们可以看到,这里的水量实际上比正常情况要高得多。”