印度洋海底巨型構造板塊正在緩慢斷裂成兩半

2021-01-09 技術力量
沃頓盆地地圖,2012年發生8.6級和8.2級

一項新的研究發現,從地質學時間跨度上的很短的時間內,印度洋海底的巨大構造板塊正在經歷一場巖層斷裂,這個板塊將一分為二。

然而,對人類來說,這種斷裂將需要一個漫長的時間。被稱為印度-澳大利亞構造板塊正在以每年大約1.7毫米的速度分裂。換句話說,100萬年後,該板塊會分裂1.7公裡。

巴黎地球物理研究所海洋地球科學高級研究員奧雷利·庫德勒·庫弗爾(Aurélie Coudurier-Cveur)說:「這不是一個移動速度很快的結構,但與其它地球板相比,它仍然是重要的。"

中東的死海斷層的移動速度大約是這一速度的2倍,即0.4釐米,而美國加州的聖安德烈亞斯斷層的移動速度大約是這一速度的10倍,每年大約1.8釐米。

印度-澳大利亞構造板塊分裂的速度如此緩慢,而且離海面太遠,研究人員幾乎錯過了所謂的 "新生板塊邊界"。但兩次強烈的地震發源於印度洋一個奇怪的地方,表明地球變化的力量正在醞釀。

2012年4月11日,一場8.6級和8.2級的地震在印度尼西亞附近的印度洋下面發生了。這些地震不是發生在俯衝帶上,即一個構造板塊在另一個構造板塊下滑動的地方,相反,地震的發源地是在一個奇怪的地震發生地:板塊中間。

這些地震以及其它地質學線索表明,在被稱為「沃頓盆地」的地區,在地層深處的地方發生了某種變形,印度-澳大利亞板塊並不是一個整體。

庫弗爾說:「這不是一個統一的板塊。有三個板塊,或多或少都被捆綁在一起,一起向同一個方向移動。」

該團隊考察了沃頓盆地的一個特定斷裂帶,該地區是地震的發源地。科學家在2015年和2016年在研究船上收集的關於這一區域的數據,揭示了該斷裂帶的地形。通過記錄聲波從沉積物襯砌的海底和基巖上反彈回來的時間,科學家們能夠繪製出盆地的地貌圖。

當庫弗爾和她的同事們查看這兩個數據信息時,發現了拉動斷層的證據,這些斷層是在滑移斷層上形成的凹陷。最著名的斷層可能是聖安地列斯斷層。這種類型的斷層會在兩塊地塊水平滑過時引起地震。一個很好的比喻方法就是把拳頭放在一起,然後一個向前,另一個向後移動。

值得注意的是,該團隊沿著測繪的斷裂帶發現了62個這樣的拉裂盆地,橫跨近350公裡長,儘管可能更長。這些區域中的一些盆地非常巨大,寬達3公裡,長8公裡。

更重要的是,這些凹陷在南部更深:深達120米,而在北部更淺。淺至5米。這可能意味著,這條出擊性滑坡斷層在其南部邊界的局部性更強,局部一詞意味著地震發生在一個主斷層,而分布式則是指地震發生在幾個小斷層。

這些盆地大約在230萬年前開始形成,沿著一條主線,經過2012年地震的震源附近。

紐約哥倫比亞大學拉蒙·多爾蒂地球觀測站的地震學家威廉·霍利說:「這似乎還不是一個完全形成的板塊邊界,但是,我們的結論是,它正在成為一個板塊邊界。」

上圖顯示了沃頓盆地的海底地形和海底斷裂處的變形。這條斷裂很可能是在大洋地殼形成時形成的,但現在這條斷裂正在變成新的板塊邊界。紫色的凹陷表明,這條紫色的凹陷是一條滑坡斷層,與加州的聖安德烈亞斯斷層是同一類型的斷層。

庫弗爾指出,斷裂帶是大洋地殼中的一個弱點,並不是因為地震而形成的,相反,這些所謂的被動裂縫的形成部分原因是當新的大洋地殼從大洋中脊(板塊之間的巖漿流出的邊界)出現時,由於地球的彎曲而出現的裂縫。

現在,這個斷裂帶正在被重新利用。庫弗爾說:「大自然喜歡利用弱點,喜歡利用已經存在的東西。」

她說,由於印度-澳大利亞板塊不同部分的運動速度不同,這個曾經只是被動裂縫的斷裂帶正在成為板塊分裂成兩塊的新邊界。

然而,由於該板塊分裂發生的速度非常緩慢,沿這一特定斷層的另一次強震很可能在2萬年內不會再發生。更重要的是,在這塊板塊分裂完成之前,還需要數千萬年的時間。

長期以來一直有人推測,這些斷裂薄弱地帶可能是新的板塊邊界的發源地,沿著這些新的板塊邊界,如俯衝帶或滑坡邊界,形成了新的板塊邊界。

這項研究證明,板塊構造是在不斷運動的,而這種運動在地球上不斷地形成和破壞。

《地球物理研究通訊》雜誌刊登了這份報告。

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