特拉华大学地质学家杰西卡·沃伦参与的一项研究，让我们离弄清地震的机制又近了一步。位于太平洋赤道附近、印度尼西亚与中美洲之间的一段海域中，戈法尔转换断层是地球上移动最快的断层之一——它沿海底以每年约140毫米的速度移动。这比加利福尼亚州圣安德烈亚斯断层的移动速度快四倍多。
“从地质学角度看，这就像在铁轨上看到一辆飞驰的阿西乐快车旁边有一辆SEPTA列车，”特拉华大学地球科学教授沃伦说。
研究人员知道，戈法尔转换断层带在过去三十年中大约每五到六年就会发生一次6级地震。由于这些地震每次都发生在断层沿线的相同位置，且强度相同，因此已得到广泛研究。
直到现在，一直不为人所知的是，为什么这条断层的某些部分在主震破裂前会发生许多微小震动，然后平息下来，而另一些部分在大地震前则保持平静，随后经历许多余震。
现在，一个由多机构研究人员组成的团队，包括特拉华大学的沃伦，报告说，断层上没发生过大地震的部分就像高速行驶的汽车上的刹车，控制着转换断层上大地震什么时候发生。这一发现跟目前大家公认的地震行为模型不太一样。
该团队在《科学》杂志上报告了他们的研究结果，团队成员来自特拉华大学、印第安纳大学、伍兹霍尔海洋学研究所、加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所、美国地质调查局、波士顿学院、西华盛顿大学、新罕布什尔大学和麦吉尔大学。
他们研究的是戈法尔转换断层沿线的两个区域，说这两个区域在过去30年里拦下了大约15次6级地震。
这项研究结果会让全世界更了解断层和地震在海底和陆地上是怎么活动的。沃伦的贡献包括：2019年他带队在“亚特兰蒂斯号”科考船上做了初步的海上实地研究，并且在整个项目里负责解读数据，重点是把地震观测到的现象和断层岩石在地震中的破裂、变形联系起来。
UDaily 找到沃伦聊了聊，问了问具体情况。
什么是断层？
地球表面是由我们说的构造板块拼成的。断层就是地壳裂开的一道缝，两边的板块老想错开，一动起来有时候会突然滑一下，就引发大地震了。
你们为啥专门挑这个 Gofar 转换断层来研究？
地球科学家想要了解断层和地震，因为它们显然是陆地上的重大灾害。海底的岩石比陆地上的简单，研究地震时干扰因素少，虽然在水下干活挺麻烦，但反而更好控制条件。
如果你想了解断层如何积累应力然后释放应力（以及在何处释放），Gofar 转换断层特别牛，因为它特别守时，五六年就地震一次。这比其他断层可准多了。2019年，我带着团队坐“亚特兰蒂斯号”科考船出海，在海底两英里深的地方放了51台地震仪，专门去抓这些小地震。
我们拿2019年到2020年的测量结果，跟我同事杰夫·麦圭尔2008年在同一条断层上做的实验做了比较。两组数据这么相似，让我们意识到：没有发生过大地震的断层段，反而掌控着转换断层上大地震的整体发生。
2008年得到那个观测结果时，可能只是一次偶然；但这次拿到新数据，看到这么相似的行为，让我们对断层里正在发生什么有了新认识。
这怎么说明地震在陆地上是怎么发生的？
在陆地上，人们花很多时间观察雨水和地下水在断层系统里怎么流动，以及这怎么影响断层的活动。而在海里，水是无穷无尽的。
一旦岩石裂开，水就会渗进去。我们能观察到断层在地震周期里怎么变化——这条断层的大部分周期阶段我们都已经测到了——这能帮助我们理解断层活动有什么普遍规律，岩石摩擦是怎么起作用的。这里头水是重要角色。所以，我们实验室研究的那些岩石样本才这么重要。
断层结构是我们一直在试图理解的另一个问题。我们从陆地上了解到，断层的某些部分是线性的，而其他部分则有许多分支，可能包含更多裂缝，而且如果加入水的因素，这会限制或改变水进入系统的方式。
现在，我们有了这些非常高分辨率的海底地图，首次能够看到断层本身的位置。接下来我们想了解的其中一件事是流体如何进入断层，以及当水存在时，断层中的摩擦力如何变化。
为什么这很重要？
下一步是将我们从这一特定断层中获得的认知，转化为对断层普遍行为方式的理解。这是真正理解地震灾害的更长远的道路。它不会在明天就改变我们的灾害模型，但希望在未来的几十年里能够做到。
更多信息： Jianhua Gong 等人，可预测的地震周期源于海洋转换断层上的结构性破裂屏障，Science（2026年）。DOI: 10.1126/science.ady6190
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