科學家在南極海底火山Orca記錄了超過85000次地

2026-03-27 10:51:42 來源:環球網 閱讀數:2125

即使在南極洲的海岸,也能發現火山。2020年,研究人員在長期休眠的海底火山Orca記錄了超過85000次地震 ,這種群震達到了這個地區以前沒有觀察到的比例。現在,一個國際團隊在《地球與環境通訊》雜誌上發表的研究報告顯示,即使在這樣偏遠的、缺乏儀器的地區,也可以對此類事件進行顯著的研究和描述。

來自德國、意大利、波蘭和美國的研究人員參與了這項研究,該研究由德國波茨坦地學中心(GFZ)的Simone Cesca領導。他們能夠結合地震學、大地測量學和遙感技術來確定岩漿如何從地殼-地幔邊界附近的地幔快速轉移到幾乎是地表的地方引起群震。

群震主要發生在火山活躍地區。因此,地殼中的流體運動被懷疑是其原因。Orca火山是一個大型海底盾狀火山,離海底約900米高,底部直徑約11公裏。它位於布蘭斯菲爾德海峽,這是南極半島和南設得蘭群島之間的一條海洋通道,位於阿根廷南端的西南方。

“在過去,這個地區的地震活動是溫和的。然而,在2020年8月,那裏開始了強烈的群震,在半年內發生了超過85000次地震。它代表了那裏有史以來最大的地震動蕩,”GFZ 2.1地震和火山物理學部門的科學家、現已發表的研究報告的主要作者Simone Cesca說。在群震發生的同時,鄰近的喬治王島也記錄到了超過10厘米的橫向地麵位移和大約1厘米的小幅度隆起。

Cesca與來自意大利國家海洋與地球物理研究所和博洛尼亞大學(意大利)、波蘭科學院、漢諾威大學、德國航空航天中心(DLR)和he波bo茨ci坦tan大da學xue的de同tong事shi一yi起qi研yan究jiu這zhe些xie事shi件jian。研yan究jiu人ren員yuan麵mian臨lin的de挑tiao戰zhan是shi,在zai這zhe個ge偏pian遠yuan地di區qu幾ji乎hu沒mei有you常chang規gui的de地di震zhen學xue儀yi器qi,即ji隻zhi有you兩liang個ge地di震zhen台tai和he兩liang個geGNSS台(全球導航衛星係統的地麵站,測量地麵位移)。為了重建動亂的時間順序和發展,並確定其原因,該小組因此額外分析了來自更遠的地震站的數據和InSAR衛wei星xing的de數shu據ju,後hou者zhe使shi用yong雷lei達da幹gan涉she測ce量liang法fa來lai測ce量liang地di麵mian位wei移yi。一yi個ge重zhong要yao的de步bu驟zhou是shi用yong一yi些xie地di球qiu物wu理li方fang法fa對dui這zhe些xie事shi件jian進jin行xing建jian模mo,以yi便bian正zheng確que解jie釋shi數shu據ju。

重建地震事件

研究人員將動亂的開始時間追溯到2020年8月10日,並將原來隻包含128次地震的全球地震目錄擴展到85,000多個事件。群震在2020年10月2日(Mw 5.9)和11月6日(Mw 6.0)發生了兩次大地震,達到了頂峰,然後消退。到2021年2月,地震活動已明顯減少。

科(ke)學(xue)家(jia)們(men)認(ren)為(wei),岩(yan)漿(jiang)侵(qin)入(ru),即(ji)更(geng)大(da)體(ti)積(ji)的(de)岩(yan)漿(jiang)遷(qian)移(yi),是(shi)群(qun)震(zhen)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin),因(yin)為(wei)僅(jin)靠(kao)地(di)震(zhen)過(guo)程(cheng)不(bu)能(neng)解(jie)釋(shi)喬(qiao)治(zhi)王(wang)島(dao)上(shang)觀(guan)察(cha)到(dao)的(de)強(qiang)烈(lie)表(biao)麵(mian)變(bian)形(xing)。在(zai)大(da)地(di)測(ce)量(liang)數(shu)據(ju)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang),可(ke)以(yi)獨(du)立(li)確(que)認(ren)體(ti)積(ji)岩(yan)漿(jiang)侵(qin)入(ru)的(de)存(cun)在(zai)。

從其起源開始,地震活動首先向上移動,然後橫向移動:較深的群震被解釋為對來自上地幔或地殼-地幔邊界的儲層的垂直岩漿傳播的反應,而較淺的、地殼地震在橫向增長的岩漿堤頂觸發的NE-SW延伸,其長度達到約20千米。

到11月中旬,在持續活動約三個月後,地震活動突然減少,與該係列最大地震的發生相對應,其震級為Mw 6.0。群qun震zhen的de結jie束shu可ke以yi解jie釋shi為wei岩yan漿jiang堤di的de壓ya力li損sun失shi,伴ban隨sui著zhe一yi個ge大da斷duan層ceng的de滑hua動dong,並bing可ke能neng標biao誌zhi著zhe海hai底di噴pen發fa的de時shi間jian,然ran而er,這zhe還hai不bu能neng被bei其qi他ta數shu據ju所suo證zheng實shi。

通過對全球導航衛星係統和InSAR數據進行建模,科學家們估計布蘭斯菲爾德岩漿侵入體的體積在0.26-0.56平方公裏之間。這使這一事件也成為南極洲有史以來地球物理監測的最大岩漿動蕩。

Simone Cesca總結說:“我們的研究代表了對地球上一個偏遠地區的地震-火山動蕩的新的成功調查,在那裏,地震學、大(da)地(di)測(ce)量(liang)學(xue)和(he)遙(yao)感(gan)技(ji)術(shu)的(de)綜(zong)合(he)應(ying)用(yong)被(bei)用(yong)來(lai)理(li)解(jie)地(di)震(zhen)過(guo)程(cheng)和(he)岩(yan)漿(jiang)運(yun)輸(shu)在(zai)缺(que)乏(fa)儀(yi)器(qi)的(de)地(di)區(qu)。這(zhe)是(shi)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)地(di)球(qiu)物(wu)理(li)工(gong)具(ju)觀(guan)察(cha)岩(yan)漿(jiang)從(cong)上(shang)層(ceng)地(di)幔(man)或(huo)地(di)殼(ke)-地幔邊界侵入淺層地殼的少數情況之一--岩漿從地幔快速轉移到幾乎是地表,隻需要幾天時間。”

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