
这些年来,科学家已发现每次地震来临之前,地下电场似乎会短暂出现异常电磁爆发现象,有时甚至当地震发生前几周就出现,或许能帮助预测地震,但我们不知其发生机制。现在一篇新研究解开了这种爆发原因,很可能与困在岩石层中的气体释放有关。
人们试图通过各种异常自然现象来预测地震发生位置与时间点,比如大气电离层浓度、地震云、动物行为、地震电磁学等,目前没有任何一种已被确认为是有效的预测方法,一方面除了资料不足,一方面则缺乏能证实上述因果联系的科学理论。
不过科学家也发现每次地震来临之前,地下电场会短暂出现异常电波爆发现象,过去已有实验证明岩石在破裂之前会发布电磁波,可能与地震来临之前出现的电磁波异常现象有关,至于其中原因,一些人认为是岩石内石英受到压力产生的压电效应造成,一些人则认为是地下水位改变引起。
现在一篇新研究表明,关键可能在于被困在断层阀(fault valve)下积聚的气体。过去科学家已在深达10公里的钻孔中发现了地下深处水资源,而在稳定地壳下,水甚至可能存于地下深达20公里,而一种称为断层阀的不透水岩石层可以滑过断层地带,形成一个阻止深层地下水流动的“门”。
当地壳构造剪应力和储层流体压力来到临界点,断层阀破裂,被困在水中的二氧化碳或甲烷被发布,这些气体以某种方式带电,并在向上移动时产生电流。
该研究结果支持了当前一项假设,即在断层震源区岩石的准静态破裂过程中,压裂岩与地球深处气体的耦合相互作用所产生之不稳定加速,可能是前震产生关键;在团队的地震模拟实验中,也表明带电气流确实与闪长岩、辉长岩、玄武岩等岩石破裂有关。
虽然有关电磁爆发的各种猜测促进了岩石在足够压力和热量下可能变成半导体的可能性,但还是有许多专家认为这些爆发无法作为预测因素,研究人员最后结论指出,如果这种方法真的得到有效证据支持,或许未来我们将能通过观察导体(如埋当地下的钢制水管)感应地下电位/电流,检测到伴随地震来临的电信号。
新论文发布在《Earth, Planets and Space》期刊。
(首图来源:pixabay)