數(shù)千萬年前的微小生物可能會(huì)影響 Hikurangi 俯沖帶下一次破壞性地震的規(guī)模。
俯沖帶是新西蘭最大的斷層，標(biāo)志著太平洋板塊潛入澳大利亞板塊之下的邊界。該地區(qū)可能發(fā)生8級(jí)以上的巨大“大推力”地震。
來自惠靈頓維多利亞大學(xué) Te Herenga Waka 的 Carolyn Boulton 博士一直在領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)地震科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，研究位于 Hikurangi俯沖帶邊緣的 Hungaroa 斷層上的巖石斷崖。
Boulton 博士說，位于 Martinborough 東南約 35 公里的 Tora 附近斷崖上的石灰?guī)r、泥巖和粉砂巖層是近海俯沖帶正在發(fā)生的事情的一個(gè)方便代表。
與懸崖上的巖石相似的巖石在 35 到 6500 萬年前沉積在海底，但它們的位置使得研究它們變得困難。相反，科學(xué)家們可以通過觀察陸地上的巖石來告訴他們更多關(guān)于海底發(fā)生的事情。
“這些巖石都含有來自古代單細(xì)胞海洋生物的方解石，主要是有孔蟲，如浮游生物。我們發(fā)現(xiàn)這些微小生物的方解石會(huì)影響俯沖帶的運(yùn)動(dòng)。想想看，這些微小的、早已死亡的生物會(huì)影響兩個(gè)巨大的構(gòu)造板塊如何機(jī)械相互作用。”
博爾頓博士說，如果巖石中的方解石能夠溶解——就像茶中的糖一樣——斷層可以很脆弱，并且很容易滑動(dòng)而不會(huì)發(fā)生地震。然而，如果方解石不能溶解，斷層就會(huì)“鎖定”，儲(chǔ)存可能在大地震中釋放的能量。
“方解石在高應(yīng)力和溫度較低時(shí)溶解得更快。它在低溫下更容易溶解 - 例如，室溫。但隨著溫度的升高，它變得更難溶解 - 例如，在地球更深處。
“在俯沖帶，溫度上升的速度比陸地上慢——只有大約 10 ºC/km。所以斷層對(duì)方解石——那些古老的死去海洋生物的殼——正在做什么非常敏感。
“來自這些生物的方解石的數(shù)量和行為是下一次地震可能有多大的難題的重要組成部分。”
Boulton 博士說，Hikurangi 俯沖帶仍有許多謎團(tuán)等待科學(xué)家揭開。
“研究高山斷層和其他陸上斷層的地質(zhì)學(xué)家可以近距離檢查它們。但在 Hikurangi 俯沖帶內(nèi)部觀察需要昂貴的鉆探設(shè)備。這意味著我們對(duì)該地區(qū)以前大地震的記錄并不那么好。
“我們對(duì)托拉的觀察表明，俯沖帶的淺部可以通過緩慢滑動(dòng)來適應(yīng)板塊運(yùn)動(dòng)——或者在大地震中快速滑動(dòng)。
“我們真正想知道的是：是否有我們沒有發(fā)現(xiàn)的慢滑事件?這些巖石是在沒有地震的情況下移動(dòng)的，還是它們真的被鎖住了?這將有助于告訴我們下一次地震可能會(huì)發(fā)生什么， ”博爾頓博士說。
沿著俯沖帶的大逆沖地震可能會(huì)引發(fā)一場(chǎng)大海嘯，在北島和南島東海岸以及庫克海峽的地質(zhì)挖掘和化石記錄中都發(fā)現(xiàn)了海嘯的證據(jù)。
科學(xué)家預(yù)測(cè)，未來 50 年內(nèi)，Hikurangi 俯沖帶南緣發(fā)生大地震的可能性為 26%。
研究結(jié)果發(fā)表在Lithos雜志上。