地震能量仅1%-10%引发震动?MIT突破性实验揭示,超60%能量竟转化为地下高温,岩石”记忆”或成预测未来风险关键!

Under 10% of an earthquake’s energy makes the ground shake

基于可控环境下微型”实验室地震”的研究发现,或将帮助科学家评估地震高风险区域的未来风险。地震由岩石中储存了数千年的能量驱动释放,我们主要通过地面震动感知这种能量。但地震还会产生瞬间高温,导致地下岩石破裂受损。要精确测量这三种能量分配比例,在实地环境中极为困难。

实验室地震揭示能量分配规律
麻省理工学院地球物理学家马泰·佩奇团队通过精密控制的微型”实验室地震”,首次量化了这种能量分配模式。研究发现:
– 仅约1%-10% 的能量引发物理震动
1%-30% 的能量用于岩石破碎与新表面形成
绝大部分能量(约60%-98%) 转化为热能,导致震中区域温度骤升,甚至足以熔化周边物质

地质记忆影响地震破坏力
研究团队还发现,地震能量在热、震动和岩石破碎之间的分配比例,会受该地区构造活动历史影响。”岩石的变形历史——本质上是岩石的’记忆’——深刻影响着地震的潜在破坏力,”论文第一作者、2025届博士丹尼尔·奥尔特加-阿罗约指出,”这种历史会改变岩石的许多材料特性,并在一定程度上决定其破裂方式。”

实验模拟与未来应用
实验中,研究人员将特制的花岗岩粉末与磁性颗粒样本置于定制设备中持续加压,模拟自然地震过程。这项研究为地震预测提供了新思路:若科学家能掌握某地区历史地震的震动数据,便可推算出当时有多少能量通过熔融或破碎作用影响了深层岩石,进而评估该区域对未来地震的脆弱性变化趋势

延伸思考
1. 若岩石的”变形记忆”确实主导能量分配,我们能否通过分析地层历史活动痕迹,建立区域地震破坏力的预测模型?
2. 实验室模拟与真实地质环境存在尺度差异,如何验证这种微型实验的结论适用于宏观地震活动?

阅读 Technology Review 的原文,点击链接

Simon