欧宝体育手机版

跳水板内的地震

类别:阿拉斯加|俯冲|板块构造论

2018年12月3日

上周五(2018年11月30日)上午,阿拉斯加发生7级地震,阿拉斯加州大部分地区发生地震,在安克雷奇及周边地区造成严重破坏。安克雷奇是美国最北的州最大的城市,有30多万居民。道路垮塌,桥梁和立交桥出现大面积裂缝,由于铁轨严重损坏,连接安克雷奇和费尔班克斯的阿拉斯加铁路线自地震以来已经关闭。幸运的是,只有轻伤,没有人员死亡的记录,虽然几座被占领的建筑物受到严重破坏。周五的地震是自1964年3月耶稣受难日地震以来,《最后的边疆》中最具破坏性的地震。然后,一场9.2级的地震席卷了威廉王子湾和安克雷奇南部海岸。那次地震引发了海啸,130多人丧生。耶稣受难日地震是北美有史以来最强的地震,也是世界上第二强的地震。这次地震的强度几乎是周五地震的1000倍。

阿拉斯加每年记录的4万次地震中,大部分都是巨大的太平洋板块和北美板块碰撞的结果。太平洋板块正以每年2.5英寸的速度持续向西北移动。在加州,这两个板块水平地相互挤压,导致沿圣安德烈亚斯断层和海沃德断层等主要断层的走滑地震活动。然而,在北方,两个板块之间相互作用的动力发生了变化。当阿拉斯加和阿留申岛链环绕太平洋板块时,水平运动变成了正面冲击:太平洋板块直接撞击北美板块。

然而,这次碰撞并没有阻止太平洋板块的运动。板块继续无情地向西北方向推进。北美板块通过弯曲和折叠吸收了这一运动的部分能量,导致了像丘格斯山脉这样的山脉在安克雷奇南部的上升。当这发生在表面时,碰撞的主要推力转移到地下深处,因为太平洋板块继续它的运动,潜入到北美板块的“俯冲带”下。向下运动开始于两个板块之间的接触带沿阿留申海沟离岸约80英里。越往西北方向移动,板块俯冲的深度就越深。

断层扫描图像显示太平洋板块在阿拉斯加下面的横切面为一个蓝色区域,在两个黄色区域之间下沉。蓝色区域顶部中间的红点以及图像顶部的所有红点表示不同地点和深度的地震。

图2:黄色的星星显示了周五地震的大约震源位置,这是通过阿拉斯加的断层扫描剖面。这一段从右边的阿留申海沟开始,向西北推进,直到阿拉斯加山脉的德纳里山(mountain . Denali)之外。它的深度约为400英里。蓝色代表太平洋板块下沉的轮廓线。对应的地震用红点表示。
资料来源:罗伯特·马丁·肖特,伯克利地震实验室。
节选自《地球物理研究快报》(DOI:10.1002/2016GL070580)

这种俯冲也改变了由板块运动产生的地震的特征。与加州的断层不同,断层的两侧开始垂直移动。在1964年的阿拉斯加大地震中,北美大陆的前缘向上推了几十米。由于部分移动发生在海床之下,上面的水突然发生位移,导致了致命的海啸。

然而,周五7级地震的震中距离海岸很远。它位于安克雷奇以北大约8英里,横跨库克湾的克尼臂。在这个位置之下,太平洋板块的顶部已经达到了大约25英里的深度。当它下沉时,板块受到巨大的机械应力,开始弯曲。在这种压力下,跳水板内的岩石最终破裂,周五发生了破坏性的地震。

在过去的十年里,地震学家已经学会了详细绘制板块俯冲的地图。他们使用一种叫做地震层析成像的方法,这种方法与医学诊断中使用的ct扫描技术类似。医生使用x射线来生成人体内部的三维图像,而在地震学中,我们使用地震波来照亮地球内部。伯克利地震实验室的一名研究生罗伯特·马丁-肖特已经将这种方法应用到阿拉斯加,并绘制了安克雷奇和该地区其他地方的下移板。图2显示了周五地震的近似震源,这是根据Martin-Short的断层扫描计算结果绘制的。(hra161)