根据南加州大学一项有助于解释地震发生方式的新研究，发生在地球深处的岩石融化力，似乎是沿着加州圣安地列斯断层的一个臭名昭著的部分引发了地震。
地震物理学的紧急领域的研究是从下往上看地震力学，而不是从上往下看，重点是地下岩石、摩擦和流体。在加州帕克菲尔德附近的圣安地列斯断层部分，地下的刺激——超出了通常监测地震的深度——导致不稳定，在地震中破裂。
南加州大学多恩西夫文理学院的地球科学助理教授Sylvain Barbot说:“加州大部分地震活动起源于地壳的前10英里，但圣安德烈亚斯断层上的一些地震发生在更深的地方。”“这种情况发生的原因和方式在很大程度上尚不清楚。我们发现圣安地列斯断层的深层经常断裂并融化岩石，产生这些异常的地震波。”
这项新发表的研究发表在《科学进展》杂志上。通讯作者Barbot与中国地震局的王立峰合作。
这些发现意义重大，因为它们有助于推进长期目标，即了解地震可能发生的方式和地点，以及引发地震的力量。更好的科学理解有助于为加州等地震多发地区的建筑规范、公共政策和应急准备提供信息。这些发现在工程应用中也很重要，因为岩石的温度变化很快，比如水力压裂。
帕克菲尔德——位于圣路易斯奥比斯波以北60英里——之所以被选中，是因为它是世界上受监控最密集的震中之一。圣安地列斯断层经过该镇，它经常发生重大地震。根据美国地质调查局(U.S. Geological Survey)的数据，帕克菲尔德断层的帕克菲尔德区域每隔一定的时间就会发生6级地震——发生在1857年、1881年、1901年、1922年、1934年、1966年和2004年。在更深的地方，较小的地震每隔几个月就会发生一次。
南加州大学的研究人员试图了解圣安德烈亚斯断层下的岩石
那么地球深处发生了什么来解释地震的快速重现呢?
利用数学模型和实验室对岩石的实验，科学家们根据从圣安德烈亚斯断裂带收集到的证据进行了模拟。圣安德烈亚斯断裂带一直延伸到帕克菲尔德以北36英里，在帕克菲尔德下面16英里。他们模拟了跨越300年的地球深部断层活动的动力学，以研究大范围的破裂规模和行为。
研究人员观察到，大地震结束后，在断层边界相遇的构造板块会进入一个向前向前的阶段。有一段时间，它们彼此滑行而过，这是一种缓慢的滑行，对水面没有造成什么干扰。
我们不只是预测地震，而是试图解释在地面上看到的所有不同类型的运动。
Sylvain Barbot
但是这种和谐掩盖了酝酿中的麻烦。渐渐地，穿过花岗岩和石英块(地球的基岩)的运动，由于摩擦而产生热量。随着温度的升高，岩块开始发生变化。当摩擦把温度推到650华氏度以上时，岩石变得不那么坚固，而是更像流体。它们开始滑动得更厉害，产生了更多的摩擦、更多的热量和更多的液体，直到它们快速地滑过彼此，从而引发了地震。
就像我们在寒冷的天气里搓手来加热一样，故障滑动时也会升温。断层运动可能是由温度的巨大变化引起的。“这可以产生积极的反馈，使它们滑得更快，最终引发地震。”
这是看待圣安地列斯断层的另一种方式。科学家通常关注地壳顶部的运动，预计它的运动，反过来，重新构造下面的岩石。在这项研究中，科学家们从底层开始研究这个问题。
Barbot补充道:“预测是很困难的，所以我们不只是预测地震，而是试图解释在地面上看到的所有不同类型的运动。”
本研究得到了中国国家自然科学基金(NSFC-41674067、NSFC-U1839211)和美国国家科学基金(EAR-1848192)的资助。
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