地震前異常電磁爆發現象,新研究:可能與地下斷層閥有關

作者 | 發布日期 2021 年 05 月 31 日 14:40 | 分類 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


這些年來,科學家已發現每次地震來臨之前,地下電場似乎會短暫出現異常電磁爆發現象,有時甚至在地震發生前幾週就出現,或許能幫助預測地震,但我們不知其發生機制。現在一篇新研究解開了這種爆發原因,很可能與困在岩石層中的氣體釋放有關。

人們試圖透過各種異常自然現象來預測地震發生位置與時間點,比如大氣電離層濃度、地震雲、動物行為、地震電磁學等,目前沒有任何一種已被確認為是有效的預測方法,一方面除了資料不足,一方面則缺乏能證實上述因果聯繫的科學理論。

不過科學家也發現每次地震來臨之前,地下電場會短暫出現異常電波爆發現象,過去已有實驗證明岩石在破裂之前會釋出電磁波,可能與地震來臨之前出現的電磁波異常現象有關,至於其中原因,一些人認為是岩石內石英受到壓力產生的壓電效應造成,一些人則認為是地下水位改變引起。

現在一篇新研究表明,關鍵可能在於被困在斷層閥(fault valve)下積聚的氣體。過去科學家已在深達 10 公里的鑽孔中發現了地下深處水資源,而在穩定地殼下,水甚至可能存於地下深達 20 公里,而一種稱為斷層閥的不透水岩石層可以滑過斷層地帶,形成一個阻止深層地下水流動的「門」。

當地殼構造剪應力和儲層流體壓力來到臨界點,斷層閥破裂,被困在水中的二氧化碳或甲烷被釋出,這些氣體以某種方式帶電,並在向上移動時產生電流。

該研究結果支持了當前一項假設,即在斷層震源區岩石的準靜態破裂過程中,壓裂岩與地球深處氣體的耦合相互作用所產生之不穩定加速,可能是前震產生關鍵;在團隊的地震模擬實驗中,也表明帶電氣流確實與閃長岩、輝長岩、玄武岩等岩石破裂有關。

雖然有關電磁爆發的各種猜測促進了岩石在足夠壓力和熱量下可能變成半導體的可能性,但還是有許多專家認為這些爆發無法作為預測因子,研究人員最後結論指出,如果這種方法真的得到有效證據支持,或許未來我們將能透過觀察導體(如埋在地下的鋼製水管)感應地下電位/電流,檢測到伴隨地震來臨的電訊號。

新論文發表在《Earth, Planets and Space》期刊。

(首圖來源:pixabay