地震每天都在震动和震动世界。地质调查局 (USGS) 估计，每年大约发生 50 万次地震，其中大约 100,000 次是可以感觉到的，大约 100 次会造成破坏。其中一些强大的地震摧毁了国家，夺去了数千人的生命，并为经济复苏造成了数十亿美元的损失。

下一次大地震会在什么时候发生?回答这个问题的科学家团队负责监测加利福尼亚的圣安德烈亚斯断层和土耳其的北安纳托利亚断层等区域。但是，陆地上这些地震活跃的地区，在构造板块的边界，并不是唯一需要深入研究的地方。特拉华大学地质科学副教授杰西卡沃伦正在探索海洋中部，那里经常发生里氏 6 级地震，她的发现可能有助于科学家预测陆地地震。

UDaily 与沃伦系，以了解有关她最新研究的更多信息，该研究于2021 年 8 月 5 日发表在《自然地球科学》上。

您是如何开始这项研究的?

沃伦：这项工作源于之前对海底岩石的研究，并涉及我的同事 Arjun Kohli，他现在是斯坦福大学的研究科学家，Monica Wolfson-Schwehr，他现在是海岸和海洋测绘中心的研究助理教授和 Cécile Prigent，我小组的前博士后，现在是巴黎大学的教授。这群有趣的人拥有所有不同领域的专业知识，可以为该项目带来不同的专业知识。国家科学基金会提供了资金支持。

你研究了什么样的岩石，你是如何得到它们的?

沃伦：这些岩石来自与圣安德烈亚斯断层相当的水下大断层结构。获得它们的成本很高，因为它们离海上很远，而且需要专门的设备。2019 年底，我们在太平洋的一艘研究船上，在东太平洋海隆的这些断层之一上方，沿着海底拉动水桶以收集样本。然而，大多数样本一直被收集在各种不同的收藏品中——有些是 40 多年前从海底收集的。

你能稍微描述一下这些岩石吗?

沃伦：水下洋脊是火山活动的区域，地壳深处的岩浆在此喷发，然后冷却并凝固。我们观察到的断层穿过这些洋脊，在洋脊系统中形成台阶。这些山脊上的岩石顶层是玄武岩，一种富含镁和铁的黑色细粒岩石，下面是粗粒辉长岩，下面是橄榄岩，由于大量的镁和铁，橄榄岩通常呈深绿色。矿物橄榄石 - 宝石橄榄石的另一个名称 - 它包含。

当你深入时，地壳中的岩石实际上会流动，就像冰川流动一样。这发生在 4 英里深的太平洋海底和 10 英里深的大西洋海底，后者更冷。你在那个点在断层中看到的岩石是糜棱岩——它们是深灰色的、伸展的、变形的岩石——有人称它们为傻腻子。它们的流动速度比普通岩石快得多，因为它们是超细粒度的(当颗粒较小时，岩石中的原子移动得更快)。它们绝对是美丽的岩石!

关于地震，岩石告诉你什么?

沃伦：我们所做的重大发现是，这些断层或裂缝有大量海水流入它们非常深的地方——海底以下 10 多英里，这是非常深的。当水进入岩石时，它会与岩石发生反应。这种海水渗透是一种弱化力，因此岩石的流动速度几乎与滑动速度一样快。

地震是岩石相互滑过时发生的失控滑动事件。我们发现海水渗透会导致微小矿物颗粒的结晶，这些使岩石沿着蠕变而不是发生失控的滑动事件。

你能利用这个发现来阻止地震在陆地上发生吗?

沃伦：没有办法阻止大地震的发生。但它会提高我们预测的能力——通过了解特性——是什么给了我们岩石蠕变与急剧滑动。圣安地列斯断层还有一个蠕动段。我们不能把剩下的过错变成那样。但是我们可以更好地预测这些各种故障系统将如何以及何时发生故障。

您开发的信息会发生什么变化，接下来会发生什么?

沃伦：您必须了解岩石的特性才能了解断层带和地震中发生的情况。我们已经完成了建模工作，这更像是一种测试和推断岩石如何相互变形的方法。我们已经做了很多简单的计算来验证岩石的强度。我们现在需要对海底本身的断层进行更直接的观察。潜水器 Alvin 将是执行此操作的理想工具之一。这将有助于我们了解某些斑块的地震活动性与其他阻止它的斑块的地震活动性。

是什么促使你从事这项工作?

Warren：我在大学时通过野外工作爱上了地质学，然后在研究生院爱上了出海做野外工作。我也喜欢在实验室里观察样品，观察纹理并揭示岩石的历史以及它告诉我们关于地球的事情。