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2023年05月18日
【央广网】中国科大揭示深地震物理过程的统一规律

央广网合肥5月18日消息(记者鲍玉婵)深地震是地球科学中的一个未解之谜。记者日前从中国科学技术大学获悉,该校李泽峰研究员课题组利用机器学习对全球3000余个中大震级地震进行了系统分析,证明了深地震破裂过程和震源参数的差异由地球刚度随深度变化导致,与地震的具体产生机制无关,纠正了该领域长达三十年的错误解释。相关研究成果近日发表于国际学术期刊《自然-地球科学》。

深地震是指震源深度超过60公里的地震。由于地球深处高温高压,岩石表现出塑性形变,深地震的产生机制与浅地震的脆性破裂有所不同。关于深地震成因有许多猜想,如脱水脆化、热失稳和亚稳态橄榄石相变等,但至今仍没有定论。

了解深地震的成因和破裂过程有助于更好地理解地震的物理机制、俯冲带的性质以及地球内部的动力过程。长久以来,地震学家通过分析震源时间函数,发现浅地震(0-60 km)、中源地震(60-300 km)和深源地震(300-700 km)具有不同的破裂特征,并根据这些差异推断深地震可能的产生机制。

李泽峰课题组创新性地设计了一系列机器学习实验,对全球3000多个中大地震进行了分类和相关性分析。结果证明浅地震和深地震的破裂过程差异都可以被随深度变化的地球刚度所定量解释,而与具体的地震产生机制无关。这一发现挑战了传统的地震应力降不变假设,转而支持了应变降不变,即断层滑移距与断层破裂长度比值对不同深度、不同介质下的地震均保持恒定。

该理论预测发生在岩石刚度较低的超浅地震(如海啸地震)会有更长的持续间以及更大的破裂面积,可能造成超出预期的破坏,对地震预警以及地震灾害评估具有重要指导意义。

全球震级>5.5级的浅、中深和深源地震分布(央广网发 中国科大供图)

研究团队据此提出了新的基于介质刚度校正的地震标度律,将地震学界沿用超过半个世纪的自相似理论拓展到不同深度不同岩石种类的地震。


来源:央广网 2023-05-18

https://www.cnr.cn/ah/news/20230518/t20230518_526255205.shtml


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