「阻止」了地震的火山

2020-11-27 內蒙古自治區地震局

VV

地震作為一種自然現象，似乎是無法阻止的。然而，一項研究表明，2016年原本應該發生在日本熊本縣的地震，可能在一定程度上被活火山阿蘇火山內的巖漿「攔住」了。


這項研究讓我們更深刻地了解了地震和火山之間的相互關係和作用，而2016年阿蘇火山的噴發可能也就此找到了原因。

大多數的地震和火山都與板塊構造運動有密切的關係，在一些地方，二者息息相關「親」如兄弟，經常此起彼亦「起」。大地震甚至可能觸發很遠距離的火山噴發，而地下巖漿的存在也可能會影響火山區地質斷層的形態和分布。儘管知道這些聯繫，但是火山和地震究竟如何相互影響？我們還是少有了解，原因之一就是火山和地震「互動」的機會太少太少了。



日本熊本地震

2016年，日本九州島遭受了密集地震的襲擊，並在4月16日達到了震級頂峰——7.1級，對當地造成了巨大的破壞。作為世界上最大的活火山之一的阿蘇火山，就在震中西南方向30公裡處，同樣也受到了這次地震影響。

作為世界上最大的活火山之一，阿蘇火山凹陷的火山口直徑有22公裡，是這裡曾經爆發過大規模火山噴發的證據。

為了抓住這難得的研究機會，日本的地震研究者在7.1級地震發生後的第二天就趕赴震中，以調查地震斷層的破裂及其對火山口的影響。

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研究人員使用了Google Earth衛星圖像，結合對斷裂經過道路和河道的地面觀測資料，以了解地球在斷層線附近發生了多少位移。他們還使用地震成像技術研究了地下的構造。

研究小組發現，地震沿原有的斷裂帶形成了一條長達40公裡的地表破裂帶，水平位移長達2.45米，垂直位移高達0.9米。他們還發現了一組新的斷層，從西南向東北橫穿了阿蘇火山口。但是在阿蘇火山口的東北邊緣附近，地表的破裂發生了變化。在那裡，破裂（即同震破裂）以垂直運動為主，而且突然就停止了。


橫穿阿蘇山火山口邊緣的地表破裂

通過對阿蘇火山地下構造的地震成像顯示，破裂停止在地下6千米的深度，再往下就沒有破裂了，這並不尋常。

但這恰好是火山地下巖漿室的上邊界。也就是說，地震的同震破裂在火山內部的火山口處停止了。研究人員認為，這可能是部分熔融的巖漿無法被地震撕裂，如果不存在巖漿室，同震破裂應該會更長。而且巖漿室的存在改變了周圍巖石的應力，導致斷層垂直運動。


值得注意的是，火山口下方的同震破裂可能成為巖漿噴發的新通道，可能導致未來的火山爆發。10月8日阿蘇山噴出了11千米高的火山灰，很可能就與此有關。

這項研究讓我們更清楚地認識了地下構造的真實應力環境。研究人員也希望能夠收集更多有關火山影響地震破裂的數據，更進一步了解相互影響的機理，不過這往往意味著地震或火山活動的發生，又會帶給人類麻煩和危險。地球科學的研究真可謂是科研「險中求」了。

參考文獻：《This volcano stopped an earthquake in its tracks, scientists say》刊於《科學》雜誌網站


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