地质学家敢于去他们曾经梦想的地方,去地震真正发生的地方。有三个项目把我们带到了发震区。正如一份报告所说,这样的项目使我们“处于地震灾害科学量子进展的悬崖边”
第一个钻井项目在加利福尼亚州帕克菲尔德附近的圣安德烈亚斯断层附近,在大约3公里深的地方钻了一个钻孔。该项目被称为圣安德烈亚斯断层深度观测站(San Andreas Fault Observatory at Depth)或SAFOD,它是更大的研究工作EarthScope的一部分。
钻井始于2004年,一个垂直的钻孔向下1500米,然后向断层带弯曲。2005年的工作季节将这个斜孔一直延伸到断层,随后进行了两年的监测。2007年,钻工们在断层的近侧钻了四个独立的侧孔,并配备了各种传感器。流体化学、微震、温度等等都将在未来20年中被记录下来。
在钻这些侧孔时,采集了完整岩石的岩芯样本,这些岩芯样本穿过活动断裂带,为那里的过程提供了诱人的证据。科学家们建立了一个网站,每天发布公告,如果你阅读它,你会看到这类工作的一些困难。
萨福德被小心地安置在一个经常发生小地震的地下位置。就像帕克菲尔德过去20年的地震研究一样,SAFOD的目标是圣安德烈亚斯断层带的一部分,那里的地质似乎比其他地方更简单,断层的行为也更易于管理。事实上,整个断层被认为比大多数断层更容易研究,因为它有一个浅底的简单走滑构造,深度约为20 km。随着断层的移动,它是一条相当直且狭窄的活动带,两侧都有绘制良好的岩石。
即便如此,地表的详细地图显示了一系列相关断层。绘制的岩石包括构造碎片,这些碎片在断层数百公里的偏移期间被来回交换。帕克菲尔德的地震模式也不像地质学家希望的那样规则或简单;然而,萨福德是迄今为止我们对地震发源地最好的观察。
从全球意义上讲,圣安德烈亚斯断层即使很长很活跃,也不是最重要的地震带类型。俯冲带获奖有三个原因:
因此,有令人信服的理由去了解更多关于这些断层的信息(加上更多的科学理由),而深入研究其中一个断层正是最先进的。综合海洋钻探项目正在日本沿海建造一艘新的最先进的钻探船。
孕震带实验(简称JASH)是一个三阶段计划,将测量菲律宾板块在南开海槽与日本交汇处俯冲带的输入和输出。这是一条比大多数俯冲带浅的海沟,使钻探更容易。日本人在这个俯冲带有着悠久而准确的地震历史,而这个地点离陆地只有一天的航程。
即便如此,在预见到的困难条件下,钻井将需要一个立管,一个从船舶到海底的外部管道,以防止井喷,从而可以使用钻井泥浆而不是海水,就像以前的钻井一样。日本人已经建造了一艘全新的钻井船,Chikyu(地球),可以完成这项工作,到达海底6公里以下。
该项目将试图回答的一个问题是,俯冲断层上的地震周期伴随着哪些物理变化。另一个是在浅层区域发生的情况,在那里软沉积物逐渐变为脆性岩石,这是软变形和地震破坏之间的边界。在陆地上有一些地方,地质学家可以看到这部分俯冲带,因此南开海槽的结果将非常有趣。钻井始于2007年。
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