科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)地球在地震后如何自我修復(fù)

　　摘要：國外媒體報道，這是科學(xué)家首次觀測到地球在地震后自我修復(fù)，這個過程類似于人體修復(fù)傷口，中國和美國的研究人員在發(fā)表在6月27日的期刊《科學(xué)》上的研究中這樣說道。在地震過程中，地面會沿著斷層撕開分裂，產(chǎn)生一系列參差不齊的裂口。在2008年中國四川汶川發(fā)生摧毀性的7.9級大地震后，研究人員在斷層處鉆孔時發(fā)現(xiàn)，液體灌入斷裂的斷層里，就像血從傷口里涌出。在兩年的時間里——從地質(zhì)時間上來說相當于一眨眼的功夫——斷層迅速的自我愈合，通過一系列結(jié)合的過程將缺口縫合。然而，裂縫還是會時不時的裂開，當因遙遠地震的搖晃而受損時，這項研究這樣表示。

　　沒有人知道斷層是如何愈合的，汶川鉆孔項目的觀測提出了更多的問題，而非答案。但是該項目對一斷層處開合狀態(tài)的長期觀測將提供一系列非常吸引人的謎題供科學(xué)家解答，美國賓夕法尼亞州立大學(xué)、地質(zhì)學(xué)家克里斯·馬龍(Chris Marone) 教授這樣說道，他并沒有參與這項研究。
    
　　“這些都是新的觀測，揭開具體發(fā)生了什么將提供很多非常重要的技術(shù)性問題的啟示。”馬龍說道，基于結(jié)果的模型將影響任何地下水流經(jīng)的地方，例如斷層處或者含水層或者井里。
    
　　快速反應(yīng)鉆孔
    
　　汶川項目小組通過一系列斷層處鉆開的小口徑小井而追蹤整個治愈過程。這項研究屬于正在進行的一項全球性研究的一部分，后者旨在測定地震后的斷層，希望能夠檢測幾十年的實驗室實驗和電腦模型的結(jié)果。
    
　　“我們已經(jīng)知道很多原因可能會導(dǎo)致斷層處的行為與我們預(yù)想的有所不同，”研究合作作者、美國加州大學(xué)圣克魯茲分校的地質(zhì)學(xué)家艾米麗·布魯?shù)滤够?Emily Brodsky)這樣說道。“如果我們想要獲得某些實際的新見解，或者進行一些之前未預(yù)想到的新探索，我們必須了解真實發(fā)生的情況。”
    
　　由中國資助的汶川地震斷層科研鉆孔項目起始于2008年5月12日汶川大地震發(fā)生后178天。這場巨大的地震導(dǎo)致8萬人死亡。五個小口徑小井穿透了混亂的斷層區(qū)，發(fā)現(xiàn)了1厘米的新鮮斷層泥，這是一種粉末狀的巖石。
    
　　研究小組檢測了斷層的滲透率長達18個月，滲透率是測量水流滲透巖石的速率，它相當于斷層受到破壞的替身，布魯?shù)滤够@樣說道——隨著斷層逐漸愈合，這片區(qū)域?qū)α黧w的滲透率已經(jīng)變得越來越小。這項實驗追蹤了潮汐力導(dǎo)致斷層流體的潮漲潮落，這種力也是導(dǎo)致產(chǎn)生海洋潮汐的太陽與月球之間的拖拽力。
    
　　研究人員觀察到小口徑小井的滲透率的穩(wěn)定下降。隨著斷層區(qū)的缺口和斷裂處逐漸被流體沉積的新礦物質(zhì)所填滿，滲透率也逐漸下降，研究人員這樣認為。整體的滲透率下降比之前實驗室實驗預(yù)測的速率要更快，布魯?shù)滤够f道。可能的原因是快速的斷層愈合，但布魯?shù)滤够硎舅壳斑€無法合理的解釋這一切是如何發(fā)生的。“我不知道為什么真實的速率要更快，我們必須弄清楚背后的原因。”
    
　　但事實上，科學(xué)家解決了另一個難題：滲透率發(fā)生六次短期上升，而這種隨機事件與當?shù)赜嗾鸹蛘咴O(shè)備問題并不存在聯(lián)系。研究人員最終意識到遙遠的巨型地震產(chǎn)生的搖晃會導(dǎo)致部分愈合的斷層再次裂開，布魯?shù)滤够f道。這些遙遠的地震包括2011年3月發(fā)生的日本地震，以及2010年4月印尼蘇門答臘島發(fā)生的7.8級地震。
    
　　“我們期待觀察到某些治愈效應(yīng)，但并沒有預(yù)期到會發(fā)生這些再次破裂效應(yīng)，這算是一個驚喜吧，” 布魯?shù)滤够f道。“這種相互作用比我們之前預(yù)期的要復(fù)雜的多。”
    
　　眾所周知，在一個斷層處發(fā)生的地震會破壞臨近的斷層，而大型地震會引發(fā)世界范圍內(nèi)的新地震。但這是首次在斷層處以如此精細的細節(jié)觀測到這種動態(tài)應(yīng)力效應(yīng)——地震波的傳遞。“它使得我們不得不回顧過去，重新思考動態(tài)應(yīng)力問題。”馬龍說道。