科学家首次钻孔测地震

将为其他地质断层的地震预报奠定基础

研究人员将在新西兰怀塔罗瓦附近的地震断层上钻一个1300 米的深孔。

图片来源：Hannah Scott

本报讯研究人员如今正在第一次准备将一组传感器深深地植入一个地震断层，从而记录一次大地震的积聚和发生过程。

一个国际研究小组将在新西兰的阿尔派断层钻一个1300米深的洞，并由此收集重要的数据，这将有助于他们预测未来发生的地震。该断层大约每330年断裂一次，进而引发一场地震（震级曾达8级）。最近的一次地震发生在1717年，因此下一次地震预计在最近的任何时刻都有可能发生。

该项目的领导者之一、新西兰下赫特市地质与核科学研究所构造地质学家Rupert Sutherland表示：“如果我们继续记录下一次地震，那么我们的实验将会非常特别。”他说：“在大地震之前和过程中的一个完整的记录将为其他地质断层的地震预报提供基础。”

阿尔派断层沿着新西兰南岛纵横约600公里长，是太平洋板块与澳大利亚板块的交界。每一年，这两个板块都会彼此交错滑行2.5厘米，并因此积聚了巨大的压力。Sutherland说，地质学家相信这一断层“已经为下一次断裂作好了准备”——在未来50年里发生地震的几率为28%。阿尔派断层被选择为钻探地点是因为它的地震周期是如此之近。

2011年，Sutherland的研究团队完成了该项目测试阶段——深断层钻孔项目1（DFDP-1）——的工作，他们打了两个炮眼，其中最大的一个到达了断层内部151米的地方。

在未来的两周，DFDP-2的工作即将开始，此次研究人员将在怀塔罗瓦村附近的相同地点钻一个直径10公分、1300米深的洞。在这一深度，研究人员将能够到达两个板块相遇的“破碎带”，从而可以测量地壳深处，即地震起源处的相关参数。

DFDP-2项目将耗资约200万美元，该项目得到了德国波兹坦市国际大陆科学钻探计划，以及惠灵顿市新西兰皇家学会马斯登基金会的支持。

试验的第一部分将包括采集地质样本，以及在钻孔中放入传感器，从而测量断层内部的温度和压力。在用来记录地震活动关键指标（包括图像、声音、温度和压力）的仪器被放入断层之前，钻孔将被强化和加深。研究人员希望在12月上旬完成所有的钻孔及传感器布放工作。

由传感器采集的数据将被输入计算机模型，从而用于测试有关断层破裂的理论，并将帮助研究人员开发在地震周期的不同时间点上断层是如何活动的详细模型。

并未参与该项研究的加的夫市英国地质调查局地质学家David Boon表示，这项工作将有助于改进人们对于板块边界机制和地震灾害的认识。他说，“此次钻孔将巩固对地壳中应力积聚建模的科学性，更重要的是对应力释放的了解，这会造成大的破坏性地震，以及次生灾害，例如海啸、山体滑坡和液化”，即土壤的行为像液体一样。（赵熙熙）