日本產業技術綜合研究所和東北大學開發了一種新的計算模型,可以計算石英在引發地震的斷層周圍的岩石裂縫中沉澱所需的時間。他們發現利用此模型計算出的石英脈形成時間與地震重複週期相符。預計這將有助於預測地震發生週期。
在海洋板塊俯衝到陸地板塊下的地區,板塊邊界和大型分支斷層週期性地發生大地震。人們認為,引發地震的斷層周圍水壓(流體壓力)的增加使斷層更容易滑動,從而引發地震,但直接測量很困難,研究尚未取得進展。
此次,研究小組重點研究了分佈在宮崎縣延岡逆衝斷層周圍的石英脈,據說該地區過去曾發生過大地震。石英脈是地殼中溶解在水中的二氧化矽,在岩石裂縫中以石英形式沉澱,這種現象可以改變地下水的位置、流動方向和流體壓力。因此,我們發展了一個計算模型,可以計算石英脈的形成時間。
計算是在10公里深度和250°C溫度下進行的,對應於延岡逆衝斷層。結果表明,石英脈(相關斷層的平均大小)形成需要約 6 至 60 年的時間,大多數相對較大的裂縫在不到 300 年的時間內就變成了石英脈。
此計算結果與南海海槽等大型分支斷層上發生的大地震重複週期(100至1000年)的時間尺度相關。這是世界上第一個定量證明流體壓力增加到可能發生地震的水平的過程與石英脈形成過程之間密切關係的研究結果。此外,地下流體壓力時空變化的評估可以應用於地熱能的永續利用。
論文信息:【科學報告】