科學家揭示火山與地震新關係

2020-12-06 科學網

 

地震與火山是對親生兄弟，它們之間存在著緊密聯繫。研究發現，阿蘇火山可能阻止了4.16日本九州島地震的傳播，這為研究者提供了一個良好的契機探索火山與地震的關係。

日本阿蘇火山，世界上最大的活火山之一

在攻破火山之心前，地震會因熔巖而「收手」。

近期一項研究認為，阿蘇火山下的巖漿房可能阻止了2016年日本熊本縣地震的傳播。該研究深入探討了地震和火山之間的相互作用，或能解釋阿蘇火山於10月發生大爆發的原因。

作為地殼構造板塊緩慢運動的產物，大地震和活火山是兩種密切相關的現象，其發生地點常常十分靠近。即使相隔甚遠，大地震也能夠觸發火山噴發。地下巖漿體能夠影響火山區地質斷層的模式及分段。儘管這些關聯存在，研究地震與火山相互作用的機會卻非常少。同時，地質觀測的缺乏使學者對火山影響地震破裂的機制也不甚了解。

這使得今年4月16日的日本九州島地震格外特別。該地震發震地點位於阿蘇火山西南僅約30千米，震級達7.1級（矩震級），造成了大面積的破壞。

日本京都大學的地球學家 Aiming Lin 和同事抓住這次難得的機會，在主震發生後第二天即前往震中，研究斷層破裂及地震對破火山口的影響。研究者結合衛星圖像與受破壞的道路及河道的地面觀測數據，得出了斷層線附近的地面位移。同時，他們還運用地震成像技術來研究地殼的結構。

研究團隊發現，此次地震沿原有的日奈久布田川斷層帶（Hinagu-Futagawa fault zone）產生了一條長40千米的狹長地表破裂，其最大水平位移2.45米，垂直位移可達0.9米。他們還發現了貫穿阿蘇破火山口的西南至東北向的新斷層組。然而，火山口東北邊緣附近情況有所不同，地表破裂在突然中斷前以垂直移動為主。論文發表《科學》期刊上。

穿過阿蘇火山火山口的地表破裂（圖片由論文作者提供）

地震成像顯示，阿蘇火山的地下破裂在6千米深處不尋常地中斷了，此處恰好也是火山地下巖漿房頂部。

Lin 的團隊發現同震破裂在破火山口內中斷，他解釋為地震沒法撕裂部分熔融的巖漿房。如果沒有巖漿房，地震造成的破裂會更長。而巖漿房的存在改變了周圍巖石的應力場，拉張應力導致垂直斷層運動。

但是 Lin 警告，破火山口下方新的斷裂為巖漿溢出提供了新通道，未來可能會導致噴發，產生類似10月8日阿蘇火山噴發中的高達11千米的火山灰雲。在初步研究的基礎上，研究者希望採集更多數據，更全面地研究地震破裂對火山的影響。（來源：科學網）

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