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没有比这更深刻的了

类别: 日本|板块构造|日本壕沟

2015年5月30日

周六晚上(当地时间)摩天大楼摇曳时,电力出去,火车停在东京,人们害怕最坏的情况。巨大地震的回忆2011年3月仍然太新鲜。四年前,一个巨大的海啸淹没了日本东海岸,造成了福岛核电站反应堆的部分崩溃。但经过周六的一分钟左右,没有发出海啸警报,并在日本的Shinkansen线上发出火车,日本的标志性高速铁路,再次开始运转。虽然Quake的力量以7.8的幅度注册 - 与毁灭一样尼泊尔事件一个月前 - 报告少数伤害,几乎没有任何损害。

地图显示了断电板的地震和横截面的位置。

星期六的纪录(黄色星星)发生在日本岛屿和日本壕沟以西的Bonin弧线。它发生在420英里的深度。(点击查看大图。)

当震动在日本的人们继续进行他们的常规周末业务时,地震家在全球各地都看着这种地震的录音,令人敬畏,令人惊讶的是:周六的地震是其尺寸的最深的推动力。监测各种观察者的科学家的计算监测我们星球的地震性的焦点将这种地震的焦点放在表面下面418和433英里之间 - 从而为深地震设置为7或更大的深层地震。

这样的深度地震不仅是罕见的,而且与大多数其他地震活跃区的浅层地震相比,它们的机制是一种物理上的奇怪。深度地震只发生在世界上很少的地区——在那里,一个漂浮在地球表面的构造板块沉入到另一个板块之下,并淹没在地球的地幔中。在加州,地壳板块以粘滑的方式相互滑动。然而,在环太平洋地区的其他地方,其中一个板块会潜入地幔深处,这就是所谓的俯冲带。阿拉斯加和阿留申群岛,日本,菲律宾,以及斐济,汤加和萨摩亚的南海岛屿——它们都有自己的俯冲带,太平洋板块在那里向地球深处数百英里。

看着常规地震的机制,这是地壳上部的脆性岩石的骨折,天哪不应该发生在这些深度。即使在覆盖地层施加的压力下,温度达到几千华氏度,导致岩石变成塑料,如愚蠢的腻子或岩浆的形式。脆性骨折根本不能发生这种可模岩。但随着星期六的地震表现出来,这种深深的地震确实发生了。

那么,那里发生了什么?有几个假设试图解释如何产生这种深地震。最广泛使用的想法与某些岩石的矿物结构相关的体积变化有关。想象一瓶啤酒进入冰箱的冰箱段。如果你把它留在那里太长,你可能会乱七八糟,因为瓶子已经破碎了。原因:冰,当水(或啤酒)冻结时形成的冰,密度低于水本身。即使差异只有约7%,它也会导致冰块在将它们加入饮料时浮动。这也意味着当一夸脱的水冻结所得到的冰需要7%的体积。由水到冰的相位过渡施加的力足以打破瓶子,如果它没有足够的空间。

类似的事情也发生在地幔中。在几百英里深的地方,橄榄石矿物经历相变,变成尖晶石。虽然这两种矿物质的化学性质像水和冰一样相同,但它们的密度却不同,也有7%左右。然而尖晶石比橄榄石密度大。因此,当橄榄石形成尖晶石时,它会在岩石中留下一个空隙,结果是内爆,从而使岩石突然坍塌。这一坍塌引发了一次异常深的地震。因为在450英里以下所有橄榄石都变成了尖晶石,在这个深度以下不会发生地震。(hra107)