央视画面首次捕捉到地震断层移动视频,为地震动力学研究提供了难得的洞察

一段三月份在缅甸录制的视频揭示了断层滑动的一个弯曲路径,这有助于科学家更好地理解此类事件的物理机制。
07月24日

3月28日,缅甸发生了一场毁灭性的7.7级地震。偶然间,一台摄像机捕捉到了一段罕见的视频,记录下了地面开裂并向相反方向移动的瞬间。

缅甸萨加英断层(位于地震震源以南约74.5英里处)沿线的闭路电视录像显示了断层开裂和滑动的过程。这是科学家首次能够观察到并记录下断层运动。

日本京都大学的地球物理学家杰西·基尔斯(Jesse Kearse)反复观看这段YouTube视频。他在美国地震学会的一份声明中解释说,大约在第五或第六次播放时,基尔斯注意到断层滑动呈现出弯曲的轨迹。

基尔斯在声明中说,这段视频“立刻让我脊背发凉”。“视频画面中物体不是直线移动,而是沿着一个向下凸起的弯曲路径移动,这立刻让我灵光一闪。”

基尔斯此前曾研究过弯曲擦痕——即断层表面上的划痕——它们提供了过去地震的地质证据。他的研究表明,这些痕迹的弯曲度可以揭示破裂传播的方向。但直到现在,他从未在实时发生的情况下亲眼看到过。

在这项研究中,基尔斯和他的合著者、日本京都大学地球物理学家金子义博(Yoshihiro Kaneko)使用一种名为“像素互相关”的技术分析了这段视频,逐帧分解了录像。研究团队得出结论,该断层向侧面滑动了约8.2英尺,持续约1.3秒,并达到了每秒约10.5英尺的峰值速度。

基尔斯在京都大学的另一份声明中解释说,这些运动和短暂的持续时间表明这次地震是脉冲式的,“其特征是滑动沿断层集中爆发性传播,就像地毯从一端被轻轻一弹时产生的波纹一样。”研究结果于7月18日发表在《地震记录》(The Seismic Record)杂志上。

滑动达到峰值速度后,其速度减慢并趋于平直。研究结果表明,在滑动路径中,弯曲而非完全线性化更为常见。

弯曲现象的发生可能是因为断层表面上的应力与地下深处的应力相比相当低。基尔斯在一份声明中解释说:“这些瞬态应力最初会使断层偏离其预期路径,然后它会自行恢复并按照预定方式运动。”

基尔斯在为《The Conversation》撰写的一篇文章中写道,这项研究还揭示,像在缅甸捕捉到的这类视频可以成为研究人员的强大工具,并可能在理解地震物理学方面开辟新的前沿领域。

这项工作支持了弯曲擦痕可以指示地震方向的观点。据《The Conversation》报道,科学家们已知缅甸的这次地震是从北向南传播的——基于弯曲度建立的事件模型与这一实际情况相符。

基尔斯在一份声明中补充说:“我们没有预料到这段视频记录能提供如此丰富多样的详细观测结果。”

反过来,这些知识可以帮助地震学家和地质学家更好地预测未来的破裂,并帮助城市建设更具弹性的基础设施,以挽救生命为目标。

基尔斯和他的同事接下来计划使用物理模型来探索决定断层行为的因素。