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科学家证实了一次不应存在的深层地震

Science Daily2026年6月3日 05:32

近半个世纪前,一场发生在北犹他州的小规模地震让地震学家感到困惑。这一事件似乎源于一个远比人们认为的大陆下地震能够发生的更深的地方。现在,犹他大学的新研究证实了这次不寻常的地震是真实存在的,并且是发生在地球深处的一种罕见地震事件。该地震在1979年2月24日的清晨发生,地点位于与爱达荷州和怀俄明州接壤的兰道夫附近。尽管其震级为3.8,但没有人报告感受到这次地震。地震记录看起来也很不寻常,促使进一步的检查。当时,犹他大学的博士后研究员乔治·赞特分析了数据,计算出这次地震的震源深度约为海平面以下90公里。这个深度使其位于地球的地壳之下,深入到上地幔,这是科学家们通常认为不应该发生地震的地方。赞特说:“深度解释了为什么地面上的人们没有感受到这次地震。”他后来在亚利桑那大学的地质学系工作了许多年。“我做了一些其他分析,令我相信这个深度的现实,但很难说服其他人接受这样的地幔地震在一个本不应存在的地区发生。”几十年后,旧数据揭示了一个模式。赞特在《地震笔记》上发表了关于兰道夫地震的简要摘要,但该发现引起的注意不大。几十年后,犹他大学的研究人员重新审视了原始的地震记录。由地质学教授基思·科珀领导的团队重新检查了1979年地震和怀俄明州西南部以及北犹他州发生的八次其他深层地震的波形数据。他们的分析证实了所有九次事件都源于地壳以下,为科学家们所称之为大陆地幔地震(CME)的存在提供了强有力的证据。这些发现更是因2025年9月10日在犹他州尤因塔盆地附近发生的另一场深层地震而显得更加重要。该事件震中位于地面以下约68公里,震级达4.1。其震源位于摩霍面(常称Moho)以下超过20公里,摩霍面是地球地壳与下方地幔之间的界限。在《地震记录》上发表的另一项研究中,研究人员将玛瑟地震描述为“典型的大陆地幔事件”。在一个不寻常的环境中发生的地震与大多数地震不同,这些深层事件发生在极高温和高压的环境中。在这种深度,岩石通常预计会慢慢变形而非突然断裂。科珀说:“这是一个地震在非常不寻常的条件下产生的例子,高温、高压,几乎所有的材料在这个深度都会流动。那更像是太妃糖,像是以百万年的时间尺度流动的太妃糖。”科珀是犹他大学地震仪站的负责人,曾在赞特手下学习。“然而,你仍然可以在回到地表的岩石中看到它们是如何被拉伸的。”赞特出山合作参与这项新研究,并作为合著者之一。确定地震发生地点为了确定地震的起始点,地震学家通过检查仪器记录的不同地震波的传播时间。到达时间的小差异帮助研究人员确定地震的起源。犹他大学地震仪站保存了几十年的地震记录,为现代分析创造了有价值的档案。研究生肖恩·哈钦斯利用这一档案研究了已知的深层地震,并识别出一些之前被归类为地壳地震的其他事件。科珀说:“这在基本物理学上是个谜。这些事情是怎么发生的?”“另一个原因是它的重要性,我们不知道它们可能有多大。对于地壳地震,我们可以测量我们认为其最大规模将会是什么。我们测量可以在地表附近绘制的断层。我们可以测量断层段的长度,这提示我们它可能有多大,从而帮助我们估计地震危险。”研究人员发现几个特征使这些深层地震与更为熟悉的地震事件有别。它们通常是单独发生的,没有与浅层地震相关联的前震和余震。它们还集中在怀俄明克拉顿的西缘,并发生在温度往往超过700摄氏度的地区。怀俄明克拉顿的作用怀俄明克拉顿是一个古老、稳定的地壳块体,延伸到怀俄明州及邻近州的一部分。科珀...

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