波浪状的新技术可能发掘出地震线索的宝库

地质学家改进了绘制海底岩石的方法，从而帮助我们更好地了解水下地震及其可能引起的海啸。

他们的技术将传统的“声学映射”与一种称为“全波形反转”的更新方法结合在一起。他们发现，他们的新方法增强了他们对沿着断层线的岩石的视野，该断层线是地壳破裂，位于新西兰北岛东海岸以外。

研究人员希望他们对这些断层线周围岩石的清晰认识(其运动会引发地震和随后的海啸)将有助于他们更好地理解为什么发生此类事件。

伦敦帝国理工学院地球科学与工程系的主要作者梅利莎·格雷说：“我们现在可以扫描水下岩石以更详细地了解其性质。希望这将有助于我们更好地弄清楚地震和海啸的发生方式。”

“宝库”

就在新西兰北岛海岸附近，太平洋构造板块的边缘在澳大利亚板块的边缘下方(即被称为Hikurangi俯冲带的区域)下潜。

俯冲指的是当两个板块相对移动时，建筑压力最终触发一个板块突然在另一个板块下方“滑动”。这种突然的滑动会引起地震，如果发生在海底，则会引发海啸。

使用俯冲带的超声图像，在(L)之前和之后(中和R)，二维波形反转。

但是，俯冲也会引起无声地震，称为“慢滑”事件，其释放的能量与典型地震相同，但耗时更长。

缓慢的滑倒事件通常不会引起注意，也不会造成破坏，但是这份新报告的作者说，对其进行研究可能构成信息的“宝库”。梅丽莎说：“我们的新研究慢滑事件的方式可能会推出一个宝库，如何更大，更具破坏性的地震发生的线索。”

使用俯冲带的超声图像，在(L)之前和之后(中和R)二维波形反转。“后”照片以更精细，更高分辨率的细节显示了该区域。

雷神之锤

当前的岩石制图技术使用声波来绘制地下几公里长的岩石的图片，并揭示它们的多孔性和坚硬程度以及可能包含的流体和气体量。这些信息可帮助科学家评估应力形成时岩石的行为方式，以及在地震中会发生多大的震动。

现在，梅利莎(Melissa)与帝国理工学院的丽贝卡·贝尔(Rebecca Bell)博士和乔安娜·摩根(Joanna Morgan)教授一起，将当前的声波信息插入了一种称为全波形反转的成像技术中。

新西兰下方的板块边界，显示了北岛附近的Hikurangi俯冲带。

这种方法帮助他们以前所未有的细节绘制了希库朗伊断裂带的照片(图1)。他们还捕获了造成1947年大吉斯伯恩海啸的浅层断层(图3)，这是由相对较小的缓慢滑动地震引起的大海啸的一个例子。

该方法建立在“声波映射”概念的基础上，声波从海面上的船传到海床，然后传到地壳几公里。波浪从不同的岩石层反弹回到船上所花费的时间(由拖曳在船后的水下麦克风记录)告诉科学家到海床和岩层的距离，以及可能的构成石头。

研究人员将声学映射的数据与全波形反演技术结合在一起。这将声波转换为更高分辨率，更复杂的海底和下方岩石图。

为了检查他们的数据是否准确，作者将他们通过反演绘制的岩石特性模型与国际海洋发现计划的钻探样本进行了比较。他们发现模型和真实数据相匹配，表明该技术是准确可靠的，并且可以提供比当前钻探方法更多的信息。

吉斯伯恩市在北岛的位置，引发海啸的1947年地震的地点(红色星)和希库朗伊俯冲带(黑色线)。

研究人员说，这些技术的结合可以帮助政府为地震和海啸绘制更准确的灾害图。

该研究的共同作者贝尔博士说：“我们可以用它来研究新西兰和世界其他地区的地震和海啸多发地区。”

接下来，他们将绘制构造板块的两个边缘接触到10至15公里深度的点。

贝尔博士补充说：“虽然以前没有人看到如此大的断层线，但我们仍然不知道在发生缓慢滑动的深度处的希库朗吉板块边界的性质。

“最终，我们想了解为什么有些滑坡会造成毁灭性的地震，而另一些滑坡却不会。”

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