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海底电磁探测揭示富水海山俯冲与弧前慢地震之间的关联
2021-07-22 08:34:11
来源:文章来源于网络
  世界海底分布着大小不同的海山,板块的俯冲过程必然伴随着大量的海山俯冲。海山俯冲对断层滑移模式的影响,尤其与俯冲带大地震是否相关,存在两种截然不同的观点。从某种角度来看,海山显着增强了俯冲接口的几何不规则性、力学强度的不均匀性,在粘合滑动(stick-slip)的断层模型中,海山发挥了凹凸体或障碍体(barrier)的作用,俯冲板与上霸板之间结合得很强,从而诱发了俯冲带的大型逆冲地震(scholzandsmall,19997)的另一个观点来看,海山俯冲是断摩擦行为但遗憾的是,俯冲带弧前的深部结构非常复杂,目前还缺乏有效约束上霸板裂缝网络范围和相关流体活动的直接地球物理观测。
  位于新西兰北岛东海岸的Hikurangi陆缘,是西南太平洋板块汇聚澳洲板块的俯冲带。Hikurangi陆缘北段频繁发生浅部慢地震事件,相邻的太平洋海底分布着很多大海山。特别是,前人通过地球物理观测,在这个俯冲带弧的前深部,发生了海山俯冲图1b和图2a的araietal。2020年Barkeretal。,2018年。最近,美国哥伦比亚大学的Chesley和合作伙伴根据横跨Hikurangi陆缘北段的海底电磁探测剖面(图1),采用被动源可控源电磁数据共同反演构筑了研究区深部高分辨率电阻率图像(图2a),利用洋壳电阻率对孔隙度敏感的特性,进一步估算了沿剖面孔隙度(含水量)的分布(图2b)。通过剖面上没有俯冲、俯冲海山之间的电性结构特征的比较,为揭示海山俯冲效果提供了良好的研究构想和可靠的制约。相关成果于2021年7月7日发表于Nature(Chesley et al., 2021)。
  图1研究区和电磁探测剖面位置。(a)白色箭头和数字显示为太平洋板块的俯冲方向和速度,红色等值线为2002-2014年缓慢地震引起的累积滑动量,绿色等值线为2006-2008年缓慢地震相关的深部滑动累积滑动量,蓝色等值线为2016年Kaikoura地震(Mw=7.8)的地震后馀滑动量(b)灰色块为海底电磁测量点位置,红色圆形为IODP钻孔位置,红色等值线为2014年9-10月缓慢地震动积滑动量,白线为地磁数据推测的地震位置,蓝色方块为海底电磁测量点位置,红色圆形为IODP钻孔位置,红色等级线为2014年\
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