【資料圖】

深地震是地球科學(xué)中的一個未解之謎。記者日前從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校李澤峰研究員課題組利用機器學(xué)習(xí)對全球3000余個中大震級地震進行了系統(tǒng)分析，證明了深地震破裂過程和震源參數(shù)的差異由地球剛度隨深度變化導(dǎo)致，與地震的具體產(chǎn)生機制無關(guān)，糾正了該領(lǐng)域長達(dá)三十年的錯誤解釋。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然-地球科學(xué)》。

深地震是指震源深度超過60公里的地震。由于地球深處高溫高壓，巖石表現(xiàn)出塑性形變，深地震的產(chǎn)生機制與淺地震的脆性破裂有所不同。關(guān)于深地震成因有許多猜想，如脫水脆化、熱失穩(wěn)和亞穩(wěn)態(tài)橄欖石相變等，但至今仍沒有定論。

了解深地震的成因和破裂過程有助于更好地理解地震的物理機制、俯沖帶的性質(zhì)以及地球內(nèi)部的動力過程。長久以來，地震學(xué)家通過分析震源時間函數(shù)，發(fā)現(xiàn)淺地震(0-60 km)、中源地震(60-300 km)和深源地震(300-700 km)具有不同的破裂特征，并根據(jù)這些差異推斷深地震可能的產(chǎn)生機制。

李澤峰課題組創(chuàng)新性地設(shè)計了一系列機器學(xué)習(xí)實驗，對全球3000多個中大地震進行了分類和相關(guān)性分析。結(jié)果證明淺地震和深地震的破裂過程差異都可以被隨深度變化的地球剛度所定量解釋，而與具體的地震產(chǎn)生機制無關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的地震應(yīng)力降不變假設(shè)，轉(zhuǎn)而支持了應(yīng)變降不變，即斷層滑移距與斷層破裂長度比值對不同深度、不同介質(zhì)下的地震均保持恒定。

該理論預(yù)測發(fā)生在巖石剛度較低的超淺地震（如海嘯地震）會有更長的持續(xù)間以及更大的破裂面積，可能造成超出預(yù)期的破壞，對地震預(yù)警以及地震災(zāi)害評估具有重要指導(dǎo)意義。

全球震級>5.5級的淺、中深和深源地震分布（央廣網(wǎng)發(fā) 中國科大供圖）

研究團隊據(jù)此提出了新的基于介質(zhì)剛度校正的地震標(biāo)度律，將地震學(xué)界沿用超過半個世紀(jì)的自相似理論拓展到不同深度不同巖石種類的地震。

關(guān)鍵詞