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地质学家钻探地震断裂带 研究如何预测地震

来源:搜狐绿色
2011年10月08日11:29

  【搜狐绿色消息】 据国外媒体报道,托尼-祖尼克是一位土生土长的美国加利福尼亚人,他对强烈地震来临感到猝不及防,“我对地震的记忆是什么?那时我还在读七年级,突然间地板开始剧烈晃动,桌子都翻倒了,孩子们也被晃倒在地上。地震发生的如此之快,简直是太恐怖了。”不过任何经历过大地震的人们都会告诉你他们真想能够得到下次地震的提前预报。

  为了能够更好地了解地震,乃至在某一天能够预测地震,科学家和工程师们组成的国际专业团队已前往地震频发的地带开始研究。该项目组正在参与一个叫圣安德烈亚斯断层深度观测台(The San Andreas Fault Observatory at Depth简称:SAFOD)的项目。这是一项艰巨的任务,目前,他们已在加州帕克菲尔德的一个勘探点钻进了地下1.5英里(约2414米),研究地震震中发生的情况。

  帕克菲尔德是一个位于圣安德烈亚斯断裂带的小镇,那里每年都有很多小地震发生。

  美国宾夕法尼亚州立大学教授、地质学家克里斯-马龙(Chris Marone)表示,地球表面开裂形成大概约十二个主要的板块,这是他们第一次在构造板块的交界处进行钻进。对于这些断裂带的具体情况,他们也是知之甚少。

  马龙的同事们—地质学家布里特-卡彭特(Brett Carpenter)以及水文地质学家戴米安-萨弗(Demian Saffer)是这项研究的合作者。在美国国家自然科学基金会(National Science Foundation)的支持下,他们利用SAFOD项目的钻探优势,已着手研究这些板块的边界,也就是所谓的断裂带。

  断裂带就是板块移动,应力产生以及地震发生的地方。卡彭特表示说,其中一个吸引自己的主要原因就是对断层中的材料进行恢复,他已开始对SAFOD钻探取出的岩样进行研究。

  首先,卡彭特将一小块岩样放进实验室的压力室内,在一个恒定的正常应力下对其进行剪切,这是模仿它在地下断层带的情况。在这种条件下,他们试图测量岩样的强度和品性。

  水文地质学家萨弗想了解流体,尤其是在地下流动中的地下水是如何对断裂带岩石磨损产生影响的。

  萨弗称他们正在研究岩石的渗透性,简单地说,渗透性就是流体通过岩石的能力。他们将修整后的岩样放进测试仪器中,基本上是试图将水压透过直径为一英寸的岩样,测量它对水流通过的抵抗能力。

  那么,取自SAFOD的岩样透水性好么?结果是否定的,萨弗说,大多数测试过的取自SAFOD的岩样都是隔水的,透水性很差,流水是很难通过的。这也就意味着在地震时,或长或短期内,它都是非常有效的密封层或隔水层。下一个挑战是了解这些研究结果是如何影响这一带的地震烈度以及将其应用到其他断裂带。

  马龙和他的搭档们说,处在帕克菲尔德地区的两个板块之间的地带充满着碎石和粘土。当这一区域的板块开始移动时,它们是在平稳的蠕动,引发的都是很轻微的地震,地面几乎感受不到。这与其他含坚硬的花岗岩并能锁在一起的断裂带是不同的。最终,巨大的应力积聚,以剧烈的震动释放,对上面产生巨大的破坏。所以,最大的问题之一是更好地理解地震的物理学和力学。

  萨弗表示,他们看到了板块边界处断层的不同品性。有时,在一些地方蠕动很平静,在一些其他地方却发生了小地震,而另一些地方发生了迟缓的地震,还有一些地方发生了正常的地震,也就是那种大家认为会产生大规模破坏和地质灾害的地震。目前不了解的是为什么会有这些不同的表现。

  马龙说,这项研究让他们了解了更多,对SAFOD钻探取芯的研究获得了很大的回报,将来可以在这一区域布置更多的钻孔进行钻探取芯,因为他们还没了解这一区域所有能了解的东西。卡彭特表示,更好地了解震动时的基本力学是达到预测地震这一终极目标的关键。加利福尼亚以及世界各地都有着很多人生活在活跃的断裂带上。祖尼克对此表示赞同,能预测地震何时发生将是非常伟大的,他还忘不了他在七年级的那次地震对他造成的创伤。获得提前通知可以拯救很多生命,他说现在有自己的孩子,并希望确保他们的安全。

  科学家们将为解开如何预测何时何地将发生地震这一问题向下钻进,搞清地震震中发生的是什么。(蝌勒)

(责任编辑:彭晓明)
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