北美地震地图揭示地质线索,地震灾害

时间:2020-04-24 18:09 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

北美地震地图揭示地质线索,地震灾害

山脉是如何形成的?需要什么力量来雕刻一个盆地?为什么大地会震动?

地球科学家研究这些基本问题是为了更好地了解我们星球的过去和现在。他们的发现还帮助我们规划未来,为地震做准备,决定在哪里钻探石油和天然气,等等。现在,斯坦福大学的研究人员在一份新的、扩展的、作用于北美的构造应力地图上,展示了迄今为止最全面的地球表面下的作用力。

这一发现发表在4月23日的《自然通讯》杂志上,它对理解和缓解非常规油气开采中诱发地震(即人为地震)的相关问题具有重要意义,尤其是在俄克拉荷马州、得克萨斯州和其他能源勘探地区。但他们也提出了一组全新的问题,研究人员希望这些问题能刺激更广泛的建模研究。

“了解地壳的力量是基础科学,”研究的合著者Mark Zoback说,他是斯坦福大学地球、能源和环境科学学院(斯坦福地球学院)地球物理学的Benjamin M. Page教授。“在某些情况下,它可以立即得到应用,而在另一些情况下,它可能在几十年后应用于今天不存在的实际问题。”

第一次大陆综合数据

这项新研究首次对整个大陆的断层活动进行了定量分析,并对压应力方向进行了数百次测量。压应力方向是地壳中产生最大压力的方向。这幅地图是通过收集新的和以前发表的钻孔测量数据,以及根据过去发生的地震推断出的断层类型或“类型”而绘制的。

三种可能的断裂类型包括伸展断裂或正断层,其中地壳水平延伸;走滑断层,地球从自身滑动,就像圣安德烈亚斯断层;逆断层,或逆冲断层,地球在其中自移。从危险的角度来看,每一个都会引起非常不同的震动。

“在我们目前的危险地图上,在大多数地方,我们没有关于可能发生的地震机制的直接证据,”没有参与这项研究的土木与环境工程教授杰克·贝克(Jack Baker)说。“令人兴奋的是,我们已经从对任何事情都有可能的盲目假设,转变为对我们可能预期的地震类型有一些特定地点的推断。”

放大

这些数据包含了近2000个应力方向,其中300个是本研究的新发现,除了提供了控制北美板块过程的大陆层面的观点外,还提供了有关地下活动的区域性线索。

“如果你知道任何断层的方向和附近的应力状态,你就知道它失败的可能性有多大,以及在自然触发和行业触发的地震场景中,你是否应该关注它,”该研究的第一作者Jens-Erik Lund Snee博士说。现在是美国地质调查局(USGS)的博士后研究员。“我们已经详细介绍了一些地方,在这些地方以前发表的地球动力学模型与新数据非常一致,而在其他地方,这些模型则完全不一致。”

美国东部,例如,报告揭示出断裂的风格是完全相反的是什么预期表面慢慢融化后的“反弹”的冰原覆盖大部分的加拿大和美国北部大约20000年前,伦德斯尼。回弹应力远小于板块构造在地壳中储存的应力,这一发现将有助于科学家了解该地区的地震潜力。

在美国西部,研究人员惊奇地发现,在很短的距离内,应力类型和方向发生了变化,主要的旋转只发生在几十英里内——这是目前的地球动力学模型没有揭示的一个特征。

Zoback说:“在某些地区,压力是如何在沉积盆地的尺度上系统地变化的,现在已经很清楚了。”“我们看到了以前从未见过的东西,需要地质学上的解释。这将教会我们关于地球如何运作的新知识。”

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