俯冲板块下方的缓慢异常如何影响巨大的特大推力地震

俯冲带的地震和火山可能造成巨大的人类灾难。先前关于巨型特大推力地震(M≥9.0)俯冲带结构及其成因机制的研究主要集中在俯冲板块和板块界面等方面。

相比之下，俯冲板块下方(100-250 km深度)的海洋软流层结构及其对巨型超推力地震成核的影响尚未得到很好的研究。

最近，科学院海洋研究所的范建科博士和东北大学的赵大鹏教授通过研究六个发生大地震的俯冲带的海洋软流圈结构，将注意力转向了这个问题。

他们的发现发表在4月26日的《自然地球科学》上。

研究人员采用了P波断层反演技术，并编制了更新的断层摄影模型。断层图像清楚地显示了六个俯冲带中前臂区域下方的亚板低速(缓慢)异常。

范博士说：“大地震震源通常位于慢异常的边缘上方或它们之间的间隙之上。大地震的大同震滑动主要发生在慢异常之间的间隙上方。”

底板缓慢异常的浮力可以通过增加板间法向应力来增加板间剪切应力。板间剪切应力增加了破裂的临界应力阈值，慢速异常间隙以上的临界剪切应力略小于慢速异常以上的临界剪切应力。

但是，临界剪切应力仍然足够大，相对容易达到。这样，它可以在缓慢的异常间隙上方诱发巨大的特大推力地震，这主要是由板界面及其周围的结构异质性控制的。

另外，缓慢异常的浮力会引起俯冲板的形态响应，从而增加了板界面上的剪切应力。缓慢异常引起的热传导或热机械侵蚀可能导致界面流变学从摩擦剪切转变为粘性剪切。

这种转变可能部分解释了慢异常之上的慢滑地震的发生。缓慢滑移区域可能会阻止破裂的传播和巨大的特大推力地震的主后滑。

范博士说：“有必要进行地震层析成像，以研究俯冲板下方更详细的软流层结构，这可能会查明未来巨大的特大推力地震的潜在位置。”

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