在深海滑坡中发现了卡斯卡迪亚俯冲带古代“超级地震”留下的痕迹

大型俯冲带地震会在深海大陆坡上留下痕迹。

俄勒冈海岸线沙滩,岩石

卡斯卡迪亚俯冲带位于俄勒冈州和加利福尼亚州沿海。 (图片来源:Getty Images)

新的研究表明,太平洋西北部卡斯卡迪亚俯冲带的深海滑坡记录了7500年前的地震,类似的标志可能在世界其他构造板块边界也能找到。

俯冲带是指海洋板块俯冲到大陆板块之下的区域,这可能引发大规模破坏性地震,例如2011年日本东北地区发生的9.1级地震,这场地震引发了毁灭性的海啸。据太平洋西北地震网络称,从加利福尼亚州北部延伸到加拿大不列颠哥伦比亚省温哥华岛的卡斯卡迪亚俯冲带,至少能够发生9.0级地震。

然而,这种巨大地震究竟发生的频率如何,目前尚无定论。为了探究卡斯卡迪亚地震的历史,研究人员转向地质证据,例如突发的地势变化和浊积岩——即大地震期间在近海形成的海底沉积物流。

但近岸海底峡谷中的浊积岩也可能是由风暴、洋流和与地震无关的常规滑坡造成的。在周三(1月14日)发表于《科学进展》(Science Advances )杂志的这项新研究中,美国地质调查局研究地质学家珍娜·希尔(Jenna Hill)及其同事决定深入研究。他们与蒙特雷湾水族馆研究所合作,研究了喀斯喀特南部的陆坡——北美大陆到深海平原的陡峭过渡带。

研究人员聚焦于加利福尼亚州新月城海岸附近的一片区域,利用自主遥控潜水器获取了斜坡和沉积物的详细图像。他们还利用该区域的沉积物岩芯,对浊积岩沉积物进行放射性碳定年,并将其年代与已知的古代喀斯喀特地震的年代进行比较。

喀斯喀特俯冲带深海地震浊积岩生成的地质模型。
喀斯喀特俯冲带深海地震浊积岩生成的地质模型。(图片来源:公共领域)

研究人员发现了过去 7500 年中至少 10 起事件的证据,这使他们能够将历史上的地震、山体滑坡和由此产生的浊积岩联系起来。

希尔告诉《生命科学》杂志:“我们能够弄清楚浊积岩是如何以及在哪里产生的。所以我们知道它们来自山体滑坡,而山体滑坡是由地震引发的。”

希尔表示,目前尚不清楚引发深海浊积岩所需的地震震级,但震级可能足以造成破坏。她和同事们还观察到与地震浊积岩相对应的海底震动迹象,这可能进一步增加此类地震引发海啸的风险。

希尔表示,在太平洋西北部沿岸附近的海底峡谷中发现的浊积岩已被用于将喀斯喀特地区的地震与附近圣安德烈亚斯断层的地震联系起来。大陆坡上的浊积岩可能更能可靠地指示地震,因为它们受潮汐或降雨等海岸过程的影响较小。

“我们认为这些现象几乎发生在所有俯冲带沿线,”她说,“所以我们应该能够在世界各地我们以前从未寻找过的地方找到这些滑坡沉积物和海洋浊积岩。”

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