科学家揭开“不可能”地震背后的秘密诱因

该研究负责人伊洛娜·范·丁瑟博士解释：“断层几乎遍布各地，浅层地下的断层通常是稳定的，本不指望它们会发生剧烈活动。”然而，令人惊讶的是，地震活动确实会发生在地表以下最初几公里处——而这里恰恰被认为是地壳最稳定的区域。这些浅层地震常与钻探、开采或流体注入等人类活动有关。问题在于：为何那些通常会因活动而变强的断层，会突然弱化并滑动，释放能量引发地震？

非活动断层与缓慢愈合
许多人为诱发的地震发生在古老、非活动的断层带上，这些断层已有数百万年未曾移动。尽管这些断层保持静止，但岩石接触的表面会随时间缓慢“愈合”，变得更坚固，这一过程会产生额外阻力。当阻力最终被克服时，可能导致断层沿线突然加速滑动，即使在地质模型标记为稳定的区域，也会引发地震。

由于这类地区无长期地震记录，当地社区往往缺乏准备，建筑物和基础设施也未按抗震设计。“此外，这些地震发生在人类活动所在深度，即不超过几公里，比大多数自然地震浅得多。”这种浅层特性意味着它们可能引发更明显且具潜在破坏性的地面运动。

随时间稳定的一次性事件
有趣的是，乌得勒支大学团队发现这些地震是一次性事件。一旦积累的应力释放，断层就会进入更稳定的新状态。“因此，该地点不会再发生地震活动，”范·丁瑟说，“这意味着，尽管人类作业停止后地下不会立即稳定，但地震强度（包括预期最大震级）会逐渐降低。”当断层在活动中变强时，其断裂部分随后能更易滑动，成为防止更大地震的天然屏障，总体风险可下调，因断层滑动后更强地震的可能性减小。

对地下可持续利用的启示
这项研究对地下资源利用和管理意义重大。它表明，即使地质稳定区域，特定条件下也可能发生地震——但每个断层仅一次。首次事件后，该地区通常更安全。了解断层行为、“愈合”方式及加速/减速原因，对降低地热能、碳储存等技术的地震风险至关重要。乌得勒支大学研究人员正借助新计算模型完善预测，改进一次性地震风险的沟通方式。