火山阻止了地震：揭示火山與地震新關係

地震與火山是對親生兄弟，它們之間存在著緊密聯繫。研究發現，阿蘇火山可能阻止了4.16日本九州島地震的傳播，這為研究者提供了一個良好的契機探索火山與地震的關係。

來源Science news

撰文 Ian Randall

翻譯 韓宇

審校 劉小鷗是個胖子

日本阿蘇火山，世界上最大的活火山之一。破火山口由山體塌陷形成，直徑約22千米。

圖片來源：CHO KOK BIN/National Geographic Creative

在攻破火山之心前，地震會因熔岩而「收手」。

近期一項研究認為，阿蘇火山下的岩漿房可能阻止了2016年日本熊本縣地震的傳播。該研究深入探討了地震和火山之間的相互作用，或能解釋阿蘇火山於10月發生大爆發的原因。

作為地殼構造板塊緩慢運動的產物，大地震和活火山是兩種密切相關的現象，其發生地點常常十分靠近。即使相隔甚遠，大地震也能夠觸發火山噴發。地下岩漿體能夠影響火山區地質斷層的模式及分段。儘管這些關聯存在，研究地震與火山相互作用的機會卻非常少。同時，地質觀測的缺乏使學者對火山影響地震破裂的機制也不甚了解。

這使得今年4月16日的日本九州島地震格外特別。該地震發震地點位於阿蘇火山西南僅約30千米，震級達7.1級（矩震級），造成了大面積的破壞。

日本京都大學的地球學家 Aiming Lin 和同事抓住這次難得的機會，在主震發生後第二天即前往震中，研究斷層破裂及地震對破火山口的影響。研究者結合衛星圖像與受破壞的道路及河道的地面觀測數據，得出了斷層線附近的地面位移。同時，他們還運用地震成像技術來研究地殼的結構。

研究團隊發現，此次地震沿原有的日奈久布田川斷層帶（Hinagu-Futagawa fault zone）產生了一條長40千米的狹長地表破裂，其最大水平位移2.45米，垂直位移可達0.9米。他們還發現了貫穿阿蘇破火山口的西南至東北向的新斷層組。然而，火山口東北邊緣附近情況有所不同，地表破裂在突然中斷前以垂直移動為主。

穿過阿蘇火山火山口的地表破裂。

圖片來源：Aiming Lin et al., 2016

地震成像顯示，阿蘇火山的地下破裂在6千米深處不尋常地中斷了，此處恰好也是火山地下岩漿房頂部。

Lin 的團隊發現同震破裂在破火山口內中斷，他解釋為地震沒法撕裂部分熔融的岩漿房。如果沒有岩漿房，地震造成的破裂會更長。而岩漿房的存在改變了周圍岩石的應力場，拉張應力導致垂直斷層運動。

但是 Lin 警告，破火山口下方新的斷裂為岩漿溢出提供了新通道，未來可能會導致噴發，產生類似10月8日阿蘇火山噴發中的高達11千米的火山灰雲。在初步研究的基礎上，研究者希望採集更多數據，更全面地研究地震破裂對火山的影響。

諾丁漢英國地質調查局的地球物理學家 Margarita Segou 表示，控制地震破裂的因素仍有待研究，斷層帶力學性質的變化對破裂有重要影響。除了岩漿房對淺地殼的性質有所影響，如流體影響下的低速區等也是潛在的相關因素。

Margarita Segou 說：「未來，包括地震和火山預測在內的時變性地震災害研究將會更真實地反映活躍的應力場，從多源信息中確認關鍵擾動。」

文章來源 https://www.sciencemag.org/news/2016/10/volcano-stopped-earthquake-its-tracks-scientists-say

論文基本信息

【題目】Coseismic rupturing stopped by Aso volcano during the 2016 Mw 7.1Kumamoto earthquake, Japan

【作者】A. Lin, T. Satsukawa, M. Wang, Z. Mohammadi Asl, R. Fueta, F.Nakajima

【刊期】Science

【日期】20 Oct 2016

【DOI】10.1126/science.aah4629

【摘要】Field investigations and seismic data show that the 16 April 2016 Mw7.1 Kumamoto earthquake produced a surface rupture zone of ~40 km long alongthe NE–SW-striking strike-slip Hinagu–Futagawa Fault Zone, and newly identifiedfaults on the western side of Aso caldera, Kyushu Island, Japan. The coseismicsurface ruptures cut Aso caldera and two volcanic cones inside the caldera, butterminate in the caldera. The findings show that northeastward propagation ofcoseismic rupturing terminated in Aso caldera because of the presence of magmabeneath the Aso volcanic cluster. The seismogenic faults of the 2016 Kumamotoearthquake may require reassessing the volcanic hazard in the vicinity of Asovolcano.

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