新理論揭示氣候過程 冰蓋融化與中部大陸地震之間的關係

冰層融化，冰水不斷沖入密西西比河。河水奔流，沖走沉積物，從而減輕了地殼的負重……

為什麼新馬德里斷層，在大陸中間，而不是沿著構造板塊邊界，能發生如1811年和1812年震驚美國東部那樣的大地震，普渡大學研究的一項新理論可以解決這個謎。

該理論認為產生震級7-7.5級地震的必要能量來自很久以前在地球地殼積蓄的應力。最後一個冰河時代末期密西西比河的急劇侵蝕減弱了保持新馬德里斷層穩定的防滑力，從而引發地震。

領導該項研究的普渡大學地球與大氣科學教授埃裏克·加來說，該理論是第一個解釋斷層怎麼可能在最近的過去發生大地震，而今天卻沒有跡象顯示其正在積蓄能量誘發再次地震。

“我們理解為什麼地震通常發生在板塊之間的結合部，如在加州，但讓人迷惑不解的是，為什麼在大陸中間沒有明顯地表變形的地方也發生地震，"加萊說。"我們的理論將外部氣候驅動過程，冰蓋融化與地震聯繫起來。”

加來和其他人10多年來對錯層進行分析，使用全球定位系統測量來捕捉地球表面運動情況，這些資訊代表能量積蓄，傳統上被用來評估是否可能發生地震。隨著資料的收集，很明顯，沿新馬德里斷層沒有出現此類動向。

論文的合著者，普渡大學地球與大氣科學副教授安德魯·弗裏德說，在表面沒有可識別動向可以解釋該地區必備的地殼應力是如何積蓄起來，那麼這些壓力一定是從不再活躍的過去構造過程中遺留下來的。

“對這部分大陸沒有變形，但發生地震的事實，唯一可信的解釋就是，這些應力是很久以前積聚而成的，”弗裏德說。“過去的地質進程，如大西洋的開放和洛磯山脈隆起，可能對中西部產生了擠壓。由此產生的應力被壓存了數百萬年，直到隆起伴隨著密西西比的侵蝕導致下面的舊斷層松脫釋放。”

如果北美大陸該地區預先就有誘發地震的應力，將很難評估該地區的地震風險。

加萊說，已破裂的斷層部分未來不可能有地震，因為目前沒有辦法對其重新載入，但該地區的其他斷層未來仍然有大地震的風險。

“不幸的是，這一儲存的應力是我們看不見的，通常用來測量應變和變形以評估某個地點是否有潛在地震的方法並不適用於該地區”，加萊說。“在這種情況下，一旦在某一斷層發生地震，震完也就結束了，但這也意味著，該區域其他現在似乎沉寂的斷層仍可能被觸發。”

該小組工作由美國地質調查局提供資助，具體研究結果刊登在自然雜誌現刊的一篇論文中。

加萊說，在從16000年到10000年前的一個時期，冰層融化，冰水不斷沖入密西西比河。河水奔流，沖走沉積物，從而減輕了地殼的負重。由於這種相對急劇的卸重作用，地殼反彈回升，從先前位置略微隆起。這輕微的拱起就造成了地殼上層被拉伸而底層被壓縮，對原有的斷層施加足夠的力量來觸發地震，從3000多年以前在新馬德里地區開始，到1811 -1812年地震達到頂峰。

他說要證明這一作用過程是否適用於世界上類似的地震帶，還需收集更多的資料。

論文其他的合著者包括孟菲斯大學的羅伊·範·艾斯戴爾和西北大學的瑟斯·斯坦。

自 X-Journals：New Theory Links Climate Process, the Melting of the Ice Sheet, and Mid-continent Earthquakes

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