一块地下山脉大小的岩石可能正在影响日本南部大地震的路径

　　一块地下山脉大小的岩石可能正在影响日本南部大地震的路径。这种致密的火成岩被称为熊野岩体，潜伏在日本纪伊半岛地表下约3.1英里(5公里)处。它位于欧亚大陆板块的地壳中。在这块大陆地壳之下，海洋菲律宾板块正在向地幔俯冲，这个过程被称为俯冲。新的研究表明，欧亚板块内的重岩体改变了俯冲的坡度，迫使菲律宾板块更陡峭地下沉。

　　该岩体还位于20世纪40年代两次大地震的震中附近，这两次地震都以相反的方向传播，并且没有穿过岩体本身。

　　虽然它相对靠近地表，但它可能对水如何从地球的海洋进入地幔有很大的影响。在岩体的压力下，菲律宾海洋板块的俯冲速度是原来的两倍。这似乎在俯冲板块中产生了更多的裂缝，这使得它能够将更多的海水带到地壳和地幔深处。地幔中的水推动了火山爆发。

　　地壳如何破裂。

　　菲律宾板块正以每年约1.78英寸(4.5厘米)的速度在日本沿海的欧亚板块下研磨。这个过程被称为俯冲，引发地震和火山活动。科学家们使用地震监视器试图了解俯冲带内的地质结构，但这通常是一个不稳定的记录，特别是在放置设备不容易的海底海沟中。

　　不过，从地震学角度来说，日本海岸是世界上监控最好的地方之一。日本海洋地球科学技术研究机构(JAMSTEC)已经用海底监测器覆盖了南开海槽地区，日本地震学家还组装了地球上最密集的钻孔地震仪阵列——深埋在地壳中的地震监测设备，以最大限度地减少非地震振动的干扰。

　　该团队没有发现自 2006 年左右就为人所知的熊野岩体，但他们确实获得了关于这种结构如何影响俯冲带的最清晰的图像。他们的发现令人惊讶：大多数关于俯冲带的研究都集中在潜入地表以下的板块结构上，但并未考虑位于其上方的板块。新发现表明，俯冲板块上方的地壳板块可能比任何人意识到的更重要。

　　该研究结果于 2 月 3 日发表在《自然地球科学》杂志上，提出了关于岩体在地震中的作用的新问题。1944年，一场8.1级地震在冥王星边缘开始，向东北方向震动了地面。两年后，在第一次地震的震中附近开始发生 8.6 级地震，但在西南方向发生破裂。

　　巴塞特说，还不清楚为什么富豪会有这种效果。可能是致密的火山岩对俯冲板块施加了如此大的压力，以至于它抵抗了地震继续发生所需的剧烈破裂。或者这可能是由于岩体改变了其下方俯冲板块的形状。在岩体区域，俯冲板块使其向下俯冲的陡度加倍。这意味着海洋地壳下降得非常深，非常快。地震更容易发生在较浅的深度，那里的地壳又冷又脆，所以快速下降可能会限制能够产生地震的地壳面积。

　　流动的水。

　　熊野岩体迫使俯冲板块急剧下降的轨迹对水通过俯冲带的方式有着更明显的影响。北亚利桑那大学的地球科学家唐娜·希林顿(Donna Shillington)说，这个水循环与该地区的地震没有直接联系，但它对岩浆的形成和大规模的地幔过程很重要。她没有参与这项研究，但就这项发现写了一篇附带的新闻与观点文章。

　　对于这些过程，岩体似乎极其重要，希林顿告诉《生活科学》。巨大的结构似乎产生了压力，迫使俯冲板块急剧俯冲。这种陡峭的俯冲迫使俯冲板块翘曲和破裂，产生海水可以渗入的裂缝。潜水的轨迹也影响着水的归宿以及它能与哪些矿物质发生化学反应。研究人员发现，该地区的地震波急剧减缓，表明该地区富含水合矿物蛇纹石。

　　“这些矿物质在 400-600 摄氏度范围内的某个地方是稳定的，所以它必须在板块加热到足以释放水之前被运走。”希灵顿告诉生活科学。“所以这可能会产生更深层次的影响。”

　　Shillington 说：“就像在地震中一样，地球科学家在试图了解地球深部水循环时更多地关注俯冲板块。这项新研究表明，最重要的板块也很重要。”

　　“如果我们想了解盘子中的这种水，现在我们需要考虑另一个变量。”她说。

　　该研究小组现在计划建立日本东北部俯冲带的三维模型，该俯冲带是2011 年东北地震的发源地，以及新西兰北岛附近的 Hikurangi 俯冲带。巴塞特说：“这些应该在一两年内准备好。”

　　“能够比较三个俯冲带的高分辨率地球结构 3D 模型，我们应该能够更仔细地思考俯冲带的结构如何影响地震行为。”他说。