由東京大學地震學教授井出哲,日本國立海洋研究開發機構(JAMSTEC)專家古市幹人、佐藤大祐共同進行的研究,似乎進一步釐清地質學上的未解之謎,即為何某些隱沒帶特別容易發生規模9的超大型地震,原因不僅取決於斷層面積大小,也與斷層傾斜角度、地殼應力方向有關,並將研究成果發表在美國期刊《科學進展》(Science Advances)上。
根據日媒《每日新聞》、東京大學理學部官網資訊,大規模海溝型地震,大多發生於海洋板塊隱沒至陸地板塊下方的交界處,板塊傾角各異,有些甚至超過40度。不過,歷史數據顯示,包括2011年的「311東日本大地震」、2004年南亞大海嘯在內的多起大型地震,均發生於傾角低於20度的「超低角」板塊邊界。
報導指出,過去的解釋普遍認為,斷層角度越低 → 破裂面積越大 → 更容易產生巨大地震,但面積大只代表「可能性增加」,不代表一定會整片破裂,實際上,多數板塊邊界只會局部破裂。近年研究顯示,地震無論大小,往往都從微小斷層破裂開始,再逐步連鎖擴展成大地震,因此問題變成:在什麼條件下,地震更容易連鎖擴大?
為了解釋這個問題,東大研究團隊梳理全球歷史地震數據,對比不同板塊傾角下,小型地震惡化為大型地震的機率,結果證實,在傾角僅10度的板塊邊界上,由規模5地震演變成規模9超大地震的機率,高達傾角40度板塊的60倍。
換句話說,超低角斷層更易讓地震規模上升,不只是斷層面積大不大的問題,而是成長機率本身就不同,板塊傾角越低,地震威力越容易出現幾何級擴大。
研究進一步指出一個關鍵矛盾,超低角斷層理論上應該較難受力(不容易滑動),卻更容易發生超巨大地震,研究團隊透過應力場資料與斷層幾何分析發現,在超低角板塊邊界,當應力方向與斷層方向相互配合時,更容易進入連鎖破裂狀態,最終導致超大地震發生。
分析認為,這項成果為地震風險評估提供了新的物理基礎,也可能改變未來對超大地震的預測方法。井出哲表示,未來若能建立持續監測地下應力變化的機制,將有助大幅提升人類對超大地震風險的評估與掌握力。
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報導指出,過去的解釋普遍認為,斷層角度越低 → 破裂面積越大 → 更容易產生巨大地震,但面積大只代表「可能性增加」,不代表一定會整片破裂,實際上,多數板塊邊界只會局部破裂。近年研究顯示,地震無論大小,往往都從微小斷層破裂開始,再逐步連鎖擴展成大地震,因此問題變成:在什麼條件下,地震更容易連鎖擴大?
為了解釋這個問題,東大研究團隊梳理全球歷史地震數據,對比不同板塊傾角下,小型地震惡化為大型地震的機率,結果證實,在傾角僅10度的板塊邊界上,由規模5地震演變成規模9超大地震的機率,高達傾角40度板塊的60倍。
換句話說,超低角斷層更易讓地震規模上升,不只是斷層面積大不大的問題,而是成長機率本身就不同,板塊傾角越低,地震威力越容易出現幾何級擴大。
研究進一步指出一個關鍵矛盾,超低角斷層理論上應該較難受力(不容易滑動),卻更容易發生超巨大地震,研究團隊透過應力場資料與斷層幾何分析發現,在超低角板塊邊界,當應力方向與斷層方向相互配合時,更容易進入連鎖破裂狀態,最終導致超大地震發生。
分析認為,這項成果為地震風險評估提供了新的物理基礎,也可能改變未來對超大地震的預測方法。井出哲表示,未來若能建立持續監測地下應力變化的機制,將有助大幅提升人類對超大地震風險的評估與掌握力。