撰文:MAYA WEI-HAAS
當地時間11月11日,法國東南部發生芮氏5.4級地震,導致大量建築物受損,4人受傷。Le Teil鎮遭受了最嚴重的破壞,數以百計的建築物牆體出現裂縫和倒塌,比如圖中所示的Rouviere區的一棟建築物。
攝影:JEFF PACHOUD,AFP VIA GETTY IMAGES
快到中午的時候,在法國的Le Teil鎮,Clément Bastie和家人正在準備午餐,突然牆壁開始抖動。玻璃杯和盤子都跌落地面。之後,鎮裡迴響起一陣轟隆的聲音。
附近核電站發生爆炸的恐懼湧上他的心頭。Bastie是一名高中生物和地理老師,他衝到外面,原以為能看到綻放的蘑菇雲。不過,他很快發現,震動來自於一種破壞性較小但對該地區來說非常罕見的東西:一場震裂地面的地震。
經測算,此次地震的震級為芮氏5.4級,地震破壞了許多建築物,造成4人受傷。這也讓科學家們對此次地震的一些奇怪特徵產生了好奇。法國蔚藍海岸大學的地震學家Jean-Paul Ampuero解釋說,首先,雖然法國對地震並不陌生,但地震通常都很小。按照全球標準衡量,周一的地震強度適中,但如果「以法國標準衡量,則是一場強度較大的地震」,他說道。
更讓人吃驚的是,這次地震完一直擴展到地表,像蛋殼破碎一樣震裂了地表。這樣的破壞在強震中很常見,比如1992年襲擊加州的7.5級地震。因此,Le Teil地震期間地表出現的裂縫讓研究人員百思不得其解,促使他們尋找這次怪異地震的源頭。
通過研究該地區過去和現在的地球動力學,科學家們希望找到一些線索解釋導致此次地震及其出乎意料地蔓延的原因,以及進一步揭示不斷震動的地球的力學原理。
「如果發生一次出人意料的地震,那麼這就是一個上好的學習機會,」 Ampuero說。
空中監測
全球的地震都是由地球構造板塊的緩慢運動引起。地殼和上地幔不斷地相互擠壓,進而持續增加壓力,最終導致地面斷裂,發出我們感覺為地震的漣波。
法國的地質構造尤為複雜。法國位於歐亞構造板塊之上,南部緊靠非洲板塊。不過,二者之間的分界線很複雜,其中包括一些被稱為微型板塊的較小板塊。這些地球板塊碰撞時會產生許多不同方向的運動,因此會從多個方向擠壓法國。
巴黎高等師範學院的地球物理學家Lucile Bruhat通過推特發私信稱:「我們的走滑斷層不像聖安德烈亞斯斷層那麼大、簡單和清晰明確。」雖然法國可能會發生大地震,但像加州那樣的特大地震則更為少見。
更重要的是,中等程度的斷裂通常不會裂開地表,巴黎地球物理學院的測地專家Raphae l Grandin解釋道。當周一的地震發生時,Grandin沒想到地面會出現裂縫。
「不過,因為這次地震出現在法國,我們必須進行研究,」他表示。「這是我們的國家。」 Grandin和其他人開始仔細研究在地震期間仍在運行的衛星的雷達數據,通過這些數據,他們可以識別地球表面朝向或遠離軌道飛行器的微小運動。於是,研究者們便得到了一幅描繪此次地震造成的地形扭曲的多彩地圖。
令他吃驚的是,一個清晰的信號出現了,該信號不僅顯示了地面變形的跡象,而且還展示了地表破裂的痕跡。
部分原因是此次地震的深度非常淺。大多數強度更大的地震源於地表以下很深的地方,從至少5-10公裡深的板塊斷裂處輻射出來。但分析表明,最近這次地震的震源始於地下1.6公裡處。
「此次地震的震源非常淺,即使按照全球標準衡量都是如此,」 Ampuero說。
Grandin指出,在地表附近,上方覆蓋的巖石重量較輕,也就意味著壓力較小,地震威力通常也比較小。Ampuero補充說,不同深度的斷層活動特徵也有所差別。深層壓力通常會隨著一次震動而釋放,而淺層壓力則會隨著時間的推移緩慢釋放。
「淺層壓力通常會蔓延開來,而不會導致地面開裂,」他說。
這類地震並非沒有先例。Grandin指出,澳大利亞曾發生一次4.7級的地震,導致地面出現裂縫。不過,這類地震被認為是罕見現象,而法國的此次地震為何能達到中等震級,同時震源又很淺,仍然是一個懸而未決的問題。
尋找突破口
為了尋找更多的線索,研究人員於11月13日前往現場,利用衛星分析幫助確定道路上主要斷裂處的位置。現在,他們正在用多種方法研究這個地點,包括安裝地震檢波器來跟蹤斷層的活動和記錄任何額外的變形跡象。
Ampuero和其研究團隊還在斷層附近收集了一塊新巖石,並計劃在實驗室裡測試它的特性,看看是否存在怪異的特徵可以解釋此次不尋常的斷裂現象。其他科學家目前正在研究該地區更早之前的衛星圖像,以探索該地區過去的地面變形情況,從而為此次地震的源頭提供更多線索。
一個有趣的可能性解釋已經出現:神秘的地震可能是由附近的採石場活動引發,巴黎地球物理學院的Robin Lacassin在推特上寫道。斷層面很可能延伸到採石場下方,因此大批量的巖石開採可能會降低該地區的正常構造應力,迫使地表做出重新調整。Ampuero和同事們正在調查這種可能性。
Bastie住在距離明顯的斷裂處不到0.8公裡的地方,因此也許沒有誰比他對這次怪異的地震更感興趣了,本周三他也加入了科學家們的探索。
「我只在書上看到過這些地球活動的線索……從來沒有實地感受過,這既令人害怕又令人興奮,」他說。
(譯者:流浪狗)
來源:國家地理中文網(官V)