
圖 a) Hikurangi 俯衝帶圖(紅線表示圖 b 中的剖面)
圖 b) IODP 海洋鑽探(綠線)和俯衝斷層(紅線)的位置
圖 c) 富含粘土的斷層物質的樣子。
a) Hikurangi 俯衝帶草圖(紅線是面板 b 中顯示的剖面)。
b) IODP 鑽探任務(綠線)和俯衝斷層(紅線)的位置。
c) 富粘土斷層物質的出現。

圖 a) 俯衝帶:黃色星號表示可引發海嘯的地震的發源地。
圖 b) 地震滑動前沿的放大圖:斷層內的速度演化(紅線)、剪應力(黑線)、水壓(藍線)。
a) 俯衝帶,黃色星號表示海嘯地震可能成核的位置。
b) 放大地震傳播的前端:斷層內地震速度(紅線)、剪應力(黑線)和水壓(藍線)的演變。
新西蘭 Hikurangi 俯衝邊緣的粘土沉積物,該地區過去曾發生海嘯和地震,在 INGV 實驗室採用新方法進行分析
存在於俯衝帶的斷層的粘土物質,即一個構造板塊在另一個板塊下方滑動的地方,在其中保留了一個“水墊”,這導致它們有利於可能引發海嘯的地震。 這是研究的結果”Hikurangi 俯衝帶的流體增壓和地震傳播”,得益於國家地球物理和火山學研究所、比薩大學和帕多瓦大學以及倫敦大學學院之間的合作,對新西蘭 Hikurangi 地區的一些樣本進行了研究。 該作品由《自然通訊》發表。
“在俯衝帶” INGV 研究員兼該研究的第一作者 Stefano Aretusini 解釋說, “發生在淺地殼深處的地震滑動會導致海嘯和地震的發生。 由於使這些區域中存在的材料變形的實驗困難,人們對減少斷層所受推力阻力的物理過程知之甚少。 在Hikurangi俯衝帶採集的樣品在實驗室中的行為分析", 繼續研究人員, “我們發現,由於粘土內部含有加壓水,因此存在的粘土對地震力的抵抗力往往很低”。
為了研究這些來自斷層的粘土的行為,研究人員對 375 年在新西蘭北島外進行的國際鑽探活動“綜合海洋鑽探計劃 2018”中收集的大量樣本進行了實驗,他參與了該活動教授比薩大學的 Francesca Meneghini,已發表作品的第二作者。
詳細地說,斷層內部的岩石樣本被粉碎了。
這些粉末在 INGV 的高壓和高溫實驗室 (HP-HT) 中通過複雜的設備 SHIVA(慢速至高速設備)進行了測試,該設備由歐洲研究委員會資助,用於 Giulio Di Toro 的一個項目,帕多瓦和這項研究的合著者,並重現了地震的“發動機”(斷層),可以觀察地殼內部發生的情況以及岩石在非常強的壓力下發生的變形。 在 SHIVA 內部,通過一種新方法對塵埃進行了分析,該方法允許它們在以地震的典型速度變形時將水保留在其中。
通過對一種已知特性的材料(卡拉拉大理石粉)進行的控制測試,研究人員得出結論,這些粘土有利於斷層的地震滑動,正是因為它們能夠保持水分,這一特性使其成為“虛弱的'。
“當我決定參加海洋考察時”,Francesca Meneghini 說,“我立即聯繫了我在 INGV 和帕多瓦大學的同事,我與他們合作多年,確信這是一個獨特的機會來測試研究所開發的新實驗技術,並為我們對地震現象的知識做出進一步的貢獻“。
“本研究的後續進展”,Stefano Aretusini 總結道, “他們將使用相同的方法分析在任務期間採樣的其他類型的材料,以試圖了解其中哪些材料一旦到達俯衝帶就會有利於地震震動過程”.
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來自新西蘭海域的粘土物質與地震關係的重要發現
用新方法分析新西蘭 Hikurangi 俯衝邊緣的粘土沉積物。 該地區過去是海嘯和地震的發生地。
俯衝區斷層的粘土物質,即一個構造板塊在另一個板塊下方滑動的地方,在其中保留了一個“水緩衝區”。 這意味著他們支持可能引發海嘯的地震。 這是意大利 Istituto Nazionale di Geofisica e Volcanologia、比薩大學和帕多瓦大學以及倫敦大學學院在一些樣本上合作開展的“Hikurangi 俯衝帶流體增壓和地震傳播”研究的結果來自新西蘭的Hikurangi地區。 這項工作發表在《自然通訊》上。
“在俯衝帶”,INGV 研究員、該研究的第一作者 Stefano Aretusini 解釋道, “發生在淺地殼深處的地震滑動可能導致海嘯和地震的產生。由於實驗上很難使這些地區存在的材料變形,因此物理過程會降低斷層所承受的逆衝阻力知之甚少。在實驗室分析在 Hikurangi 俯衝帶採集的樣本的行為”, 繼續研究人員, “我們發現,由於粘土保留在內部的加壓水,它們對地震運動的抵抗力往往很低”。
為了研究這些來自斷層的粘土的行為,研究人員對 375 年在新西蘭北島外進行的國際鑽探任務“綜合海洋鑽探計劃 2018”期間收集的樣本進行了實驗,由新西蘭北島的 Francesca Meneghini 教授參加。比薩大學,已發表作品的第二作者。
詳細而言,斷層內部的岩石樣本已被粉碎。 這些粉末已在 INGV 的高壓和高溫 (HP-HT) 實驗室通過精密儀器 SHIVA(慢速至高速儀器)進行測試,該儀器由歐洲研究委員會資助,用於 Giulio Di Toro 的一個項目,來自帕多瓦大學和這項研究的合著者,重現了地震的“發動機”(斷層),可以觀察地殼內部發生的情況,以及岩石在高壓下發生的變形。
在 SHIVA 內部,已經使用一種新方法對粉末進行了分析,以在它們以典型的地震速度變形時將水保留在其中。”
通過對一種已知特性的材料(卡拉拉大理石粉)進行的控制測試,研究人員得出結論,這些粘土有利於斷層的地震滑動,正是因為它們能夠保持水分,這一特性使它們“脆弱” '.
“當我決定參加海洋考察時”, Francesca Meneghini 說,“我立即聯繫了我與 INGV 和帕多瓦大學的同事,他們已經合作多年。 我確信這是一個難得的機會來測試研究所開發的新實驗技術,並為我們對地震現象的知識做出進一步的貢獻”。
“這項研究的後續發展”, Stefano Aretusini 總結道,“將用同樣的方法分析在任務期間採樣的其他類型的材料,以試圖了解其中哪些材料在被輸送到俯衝帶後會促進地震滑移”。
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