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Oct. 27 2015

阿富汗強震起因成謎

  • 阿富汗強震起因成謎

    阿富汗強震起因成謎

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科學家不確定在地下210公里深處,如何形成10月26日那樣的地震。

巴基斯坦科哈特市的居民檢視興都庫什山區一場規模7.5的強震所造成的毀損。這一帶是地球上地震活動最頻繁的地區之一,關於這裡的地震資訊卻少之又少。
Photograph by Basit Gilani, EPA

10月26日,一場規模7.5的地震撼動了阿富汗東北部和巴基斯坦。儘管這場地震發生在美國地質調查所(USGS)所稱「地球上地震風險最大的地區之一」,科學家對它卻不甚了解。

這場發生在興都庫什山區的強震引發了土石流、摧毀了建築物,並且奪去了近300條人命,現在搜救人員還在評估損害情形。每年世界各地大概會發生16次強度至少與這次相當的地震。上個世紀的這類地震中,有七次的位置與這次地震相距在250公里以內。

但是由於興都庫什山脈相當偏遠且附近常有戰事發生,所以地質學者沒有這一帶的詳細地震監測資料,也他們難以了解當地的地震成因。「實在很可惜,」史丹福大學地球物理學者Greg Beroza說。「我們手上關於那個區域的資訊並不多。」

讓事情更加匪夷所思的是,USGS表示這次地震的深度大約是210公里,而這麼深的地震對研究人員來說,算是個難解的謎。

 

深層地震之謎

多數的地震都是地殼板塊摩擦所引起的,但是科學家並不確定像10月26日這種深層地震的成因為何。根據Beroze所言,模仿這種深度的壓力所做的實驗顯示,岩層「應該要像黏土那樣扭曲變形才對」,而不是迅速斷裂並引發震波。像這樣的深層地震很常見;幾乎每四次地震中就有一次的發生位置距離地表超過50公里。

研究人員揣測,斷層深處岩層的化學組成會重新排列,讓岩層的密度更高、更耐得住巨大壓力。在重組的過程中,岩層可能會排出水分。Beroza表示,這些水分可以潤滑岩層,最終引發地震。

深層地震也有可能是失控的摩擦所引發的。如果斷層深處的一個小區塊移動,它就會發熱,這和我們摩擦雙手就會生熱的道理一樣。這個小區塊愈熱,它所能移動的範圍就愈大,也因此又會發出更多熱。這個循環可能會破壞整個斷層的穩定而導致地震。

這次強震區域周邊的地質狀態也指向另一個要素:岩層中具有罕見的強大壓力。印度板塊在興都庫什山不只是與歐亞板塊碰撞並沒入下方,同時側面也遭到擠壓而變成S形,就好像緞帶糖似的。這種額外的壓力可能會增加水分潤滑與失控摩擦生熱的機會。

興都庫什山與哥倫比亞地震活動頻繁的布卡拉曼加一帶具都有這種高壓力的地質組成。這兩個地方都是全世界深層地震發生率最高的區域。

 

地震的形成

地殼是由不同的大陸與海洋板塊拼湊而成的,這些板塊不時會互相撞擊、滑動摩擦,或者拉扯斷裂。比方說,在環繞太平洋的「火環」帶上,海床會大幅沒入亞洲與美洲下方,因而讓山峰增高、為火山帶來噴發的力量,並且引起地震

多數地震都是沿著這種斷層區形成的。地面會先彎曲,接著迸裂——也就是發生地震——以釋放斷層的能量。10月26日發生強震的地方,顯然是一處由於印度次大陸與歐亞板塊發生緩慢碰撞而遭到推擠的逆斷層。

這兩大板塊現正以一年3.7公分的速度相撞,喜馬拉雅山也因為推擠而增高。然而板塊交界的摩擦力使得滑動過程並不順暢。斷層中的部分岩層會留在原位,造成壓力累積。岩層終於承受不住壓力時,板塊就會快速晃動,將引發地震的能量釋放出來。

 

撰文:Michael Greshko, National Geographic
編譯:向淑容

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