钻探项目探讨新西兰发生地震的风险

2018-05-14

国际地球科学家团队发起了一场全面的猛攻,以了解新西兰最大的地震和海啸危险。

3月8日, i JOIDES Resolution i钻探船将开始为期两个月的探险活动,深入新西兰北岛东海岸外的Hikurangi俯冲带。在那里,地壳的太平洋板块在澳大利亚板块之下潜入或俯冲。研磨这些地质巨头有可能发生9级地震和伴随的海啸。

钻探工作是更广泛的项目的一部分,以更好地了解Hikurangi的危险。新西兰下哈特GNS科学研究所的地球物理学家,以及即将开始的巡航的联合首席科学家Laura Wallace说:“这是对大型人口中心的一次重大地震和海啸危害,目前尚不清楚。” 。此次考察还将使研究人员有机会在一种慢动作地震中探测断层的作用。

加州大学圣克鲁兹分校的地球物理学家Susan Schwartz说,无论科学家发现什么东西,都将有助于他们理解地球环境类似的世界其他地区的地震过程。

十月份的工作开始了,当时研究人员在北岛的吉斯本镇附近以密集的阵列喷洒了近300个地震计。大约在同一时间,两艘研究船 - 美国的马库斯·兰塞斯 / i和新西兰Tangaroa公司在海底部署了地震仪,并在它们身上喷射声波以显示海洋地壳。然后,在12月, i JOIDES分辨率 / i在吉斯伯恩海岸的三个地点进行了一些初步钻探,为本周开始的更大规模的远征做准备。

解剖一个危险区域

研究的目的是为了详细描述俯冲带的内部情况。这可能是新西兰历史上最大的地球物理研究工作,领导地震仪部署的GNS科学的地球物理学家Stuart Henrys说。新西兰,美国,英国和日本政府正在帮助资助五年来对这一错误的研究。

这项工作的一个重点是确定Hikurangi在地震中可能破裂的频率大小为8或9级。惠灵顿海上的一段断层在地质上是锁定的,不会移动,而更靠近北部的部分,靠近吉斯伯恩,动作缓慢。 Henrys表示,地震研究应该有助于阐明断层两侧岩石的行为,以及这会如何影响两个地区的地震风险。

另一个大问题是类似于慢动作地震的“慢速滑动”事件的作用,其中行动展开数周或数月,而不是数秒或数分钟。地质学家不确定缓慢滑动事件如何影响沿断层发生较大地震的风险,但Hikurangi是探索这个问题的天然实验室,Wallace说。研究人员可以相对容易地获取它,因为离岸吉斯伯恩俯冲带经历了世界上最浅的缓慢滑动,仅在海底几公里处。

Hikurangi通常每年或每两年发生一次缓慢滑动事件 - 其中包括2016年11月由南岛1号7.8级凯库拉地震引发的事件。 “它基本上以慢速滑动的方式照亮了俯冲带,”华莱士说。科学家对Hikurangi慢速滑动的了解可以帮助他们更好地了解其他慢速地区的地震,包括哥斯达黎加,墨西哥和日本海岸以外的地区。

寻找答案

i JOIDES Resolution i探险旨在在太平洋和澳大利亚板块碰撞的地区钻三个孔。这很可能揭示Hikurangi断层两侧的岩石类型,这些信息可以让研究人员更好地了解地震发生地的物理属性。

例如,一层厚厚的沉积物覆盖了深潜太平洋地壳。 “在这些沉积物被消减之前掌握这些沉积物将为我们提供关于慢滑带岩石的摩擦特性的重要见解,”Wallace说。德克萨斯大学奥斯汀分校的地球物理学家Nathan Bangs表示,钻探人员需要钻入海底1.5公里的地方,科学家才能真正了解这个俯冲地壳及其在Hikurangi地震中的作用,他领导了Langseth I>游轮。

钻探队将在两个钻孔(海床下方约400米)安装长期天文台,以监测缓慢事件期间压力和温度如何变化。

Nature 555,295-296(2018)