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標題: 橄欖石相變可能是深層地震的原因 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2022-9-29 05:24 AM 標題: 橄欖石相變可能是深層地震的原因

本帖最後由 jiunn36 於 2022-9-29 05:25 AM 編輯

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　　地函幾百公里深處的地震稱為「深層地震」(deep earthquakes)﹐偶爾會造成嚴重的災害﹐如1994年玻利維亞地震﹐震源深度為638公里﹐地震規模 8.3。依震源深度不同可分為極淺地震(very shallow earthquakes)﹐震源深度為0~30公里﹔淺層地震(shallow earthquakes)為30~70公里﹔中層地震(intermediate earthquakes)為70~300公里﹔深層地震為300~700公里。通常相同地震規模﹐震源深度越淺﹐對地表建築物破壞力越強。
　　深層地震原因仍是謎﹐因地震伴隨斷層快速滑動發生﹐但地函深處巨大壓力下很難偵測。且技術限制讓科學家無法在實驗室模擬地函深處﹐瞭解深層地震發生的機制。一研究小組首次利用最先進的大體積應變(deformation)儀器﹐結合同步X射線觀測﹐以天然橄欖石(地函和隱沒帶主要礦物)進行應變實驗。地函深處條件下透過X射線成像觀察樣本主要斷裂發生情形﹐並透過發射超音波觀察「地震」現象。
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▲ 左為實驗樣本﹐紅色虛線表示斷層處。中間顯示斷層充滿奈米晶橄欖石和β-橄欖石(Wadsleyite)。右為斷層裂隙特寫﹐綠色部分為富含鐵的橄欖石部分熔融產物﹐沿奈米晶橄欖石的晶界分佈。(Source：Nature)。
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　　分析樣本後﹐發現斷裂是由「老」橄欖石相變(晶體結構改變﹐phase transformation)後長出的幾十奈米超細晶粒「新」橄欖石引起﹐相變後晶粒可為斷層快速滑動的潤滑劑。由於快速滑動造成極高溫﹐樣本沿斷層局部熔化。模型基於實驗室實驗﹐可解釋深層地震分佈﹐深層地震隨著深度從約400 公里增加到600公里﹐不穩定態「老」橄欖石有望形成超細晶粒的「新」橄欖石。

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