在格雷罗间隙寻找慢地震的起源
我们正在墨西哥西海岸阿卡普尔科附近进行为期 48 天的远征,在那里,年轻的科科斯海洋板块潜入北美板块之下。这个俯冲带的大部分,通常被称为“中美洲海沟的墨西哥部分”,在过去 100 年中产生了大地震,包括 1985 年在墨西哥城造成 10,000 多人死亡的 8.0 级米却肯地震. 格雷罗地震间隙是例外之一。至少自 1911 年以来,墨西哥俯冲带的这一部分没有在大地震(M>7)中破裂。相反,发生了大而相对较浅的慢滑事件——这些事件在数天到数月内缓慢释放能量而不会产生强烈的地震波大约每3-5年一次。
到目前为止,我们还没有完全理解为什么格雷罗间隙比其在大地震中经常破裂的相邻部分具有明显的滑动行为。科学家们通常援引流入海洋板块进入俯冲带的流体(例如海水)来解释世界其他俯冲带发生缓慢滑移事件,尽管格雷罗间隙和其他地方的流体证据仍然非常有限。通过这个项目,我们希望更好地量化流入海洋板块中流体的体积和分布、它们在深度的命运以及格雷罗间隙与其相邻部分之间流体量的变化,以探索流体如何贡献在这个间隙的浅部存在慢滑事件。
在我们的航行中,我们正在使用声波探测海底,以寻找板块边界断裂带或“大逆冲断层”(两个构造板块在海底相遇的地方),深度约为 15 公里,并表征下行和覆盖板块的结构和特性。对于我们的调查,我们正在使用哥伦比亚大学的 R/V Marcus G. Langseth,由 Lamont-Doherty 地球观测站的海洋行动办公室运营。我们的调查由国家科学基金会资助,将是格雷罗间隙及其邻近区域内的第一次主动源地震成像研究。
在巡航的第一部分,我们使用的是伍兹霍尔海洋研究所海底地震仪仪器中心的海底地震仪。我们沿着预先定义的剖面在海底部署地震仪,以记录由 R/V Marcus G. Langseth 的高质量和强大声源产生的声波。声波通过海底的反射和折射将提供有关地下不同层的特性(例如它们的组成和流体的存在)的重要信息。
在巡航的第二部分,我们将使用相同的声源,并将拖曳一条 15 公里长的电缆,其中包含 1200 个水听器,间距为 12.5 米。这条长电缆或“拖缆”将记录来自地下不同层的回波,并产生海底结构的图像,包括断层的数量和类型。
该项目涉及与墨西哥和合作者的密切合作。来自墨西哥国立自治大学 (UNAM) 的墨西哥合作者 Víctor Manuel Cruz-Atienza 和 Jorge Real-Pérez 与我们一起航行。自 2017 年以来,他们在格雷罗间隙部署了一系列两栖宽带地震仪和大地测量站。该阵列能够记录小型背景地震和构造震颤,以及与慢滑事件或应力积聚相关的无声变形。将我们的主动源地震观测与他们的被动源地震观测相结合将是了解这种地震差距如何产生的非常有力的工具工作,最终目标是更好地评估这个异常地区的长期地震潜力以及墨西哥当地居民的相关危害。
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