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即使在南極洲的海岸，也能發(fā)現(xiàn)火山。2020年，研究人員在長期休眠的海底火山Orca記錄了超過85000次地震 ，這種群震達到了這個地區(qū)以前沒有觀察到的比例?，F(xiàn)在，一個國際團隊在《地球與環(huán)境通訊》雜志上發(fā)表的研究報告顯示，即使在這樣偏遠的、缺乏儀器的地區(qū)，也可以對此類事件進行顯著的研究和描述。

來自德國、意大利、波蘭和美國的研究人員參與了這項研究，該研究由德國波茨坦地學中心(GFZ)的Simone Cesca領(lǐng)導。他們能夠結(jié)合地震學、大地測量學和遙感技術(shù)來確定巖漿如何從地殼-地幔邊界附近的地?？焖俎D(zhuǎn)移到幾乎是地表的地方引起群震。

群震主要發(fā)生在火山活躍地區(qū)。因此，地殼中的流體運動被懷疑是其原因。Orca火山是一個大型海底盾狀火山，離海底約900米高，底部直徑約11公里。它位于布蘭斯菲爾德海峽，這是南極半島和南設得蘭群島之間的一條海洋通道，位于阿根廷南端的西南方。

“在過去，這個地區(qū)的地震活動是溫和的。然而，在2020年8月，那里開始了強烈的群震，在半年內(nèi)發(fā)生了超過85000次地震。它代表了那里有史以來最大的地震動蕩，”GFZ 2.1地震和火山物理學部門的科學家、現(xiàn)已發(fā)表的研究報告的主要作者Simone Cesca說。在群震發(fā)生的同時，鄰近的喬治王島也記錄到了超過10厘米的橫向地面位移和大約1厘米的小幅度隆起。

Cesca與來自意大利國家海洋與地球物理研究所和博洛尼亞大學（意大利）、波蘭科學院、漢諾威大學、德國航空航天中心（DLR）和波茨坦大學的同事一起研究這些事件。研究人員面臨的挑戰(zhàn)是，在這個偏遠地區(qū)幾乎沒有常規(guī)的地震學儀器，即只有兩個地震臺和兩個GNSS臺（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的地面站，測量地面位移）。為了重建動亂的時間順序和發(fā)展，并確定其原因，該小組因此額外分析了來自更遠的地震站的數(shù)據(jù)和InSAR衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，后者使用雷達干涉測量法來測量地面位移。一個重要的步驟是用一些地球物理方法對這些事件進行建模，以便正確解釋數(shù)據(jù)。

重建地震事件

研究人員將動亂的開始時間追溯到2020年8月10日，并將原來只包含128次地震的全球地震目錄擴展到85,000多個事件。群震在2020年10月2日（Mw 5.9）和11月6日（Mw 6.0）發(fā)生了兩次大地震，達到了頂峰，然后消退。到2021年2月，地震活動已明顯減少。

科學家們認為，巖漿侵入，即更大體積的巖漿遷移，是群震的主要原因，因為僅靠地震過程不能解釋喬治王島上觀察到的強烈表面變形。在大地測量數(shù)據(jù)的基礎上，可以獨立確認體積巖漿侵入的存在。

從其起源開始，地震活動首先向上移動，然后橫向移動：較深的群震被解釋為對來自上地?；虻貧?地幔邊界的儲層的垂直巖漿傳播的反應，而較淺的、地殼地震在橫向增長的巖漿堤頂觸發(fā)的NE-SW延伸，其長度達到約20千米。

到11月中旬，在持續(xù)活動約三個月后，地震活動突然減少，與該系列最大地震的發(fā)生相對應，其震級為Mw 6.0。群震的結(jié)束可以解釋為巖漿堤的壓力損失，伴隨著一個大斷層的滑動，并可能標志著海底噴發(fā)的時間，然而，這還不能被其他數(shù)據(jù)所證實。

通過對全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)和InSAR數(shù)據(jù)進行建模，科學家們估計布蘭斯菲爾德巖漿侵入體的體積在0.26-0.56平方公里之間。這使這一事件也成為南極洲有史以來地球物理監(jiān)測的最大巖漿動蕩。

Simone Cesca總結(jié)說：“我們的研究代表了對地球上一個偏遠地區(qū)的地震-火山動蕩的新的成功調(diào)查，在那里，地震學、大地測量學和遙感技術(shù)的綜合應用被用來理解地震過程和巖漿運輸在缺乏儀器的地區(qū)。這是我們可以利用地球物理工具觀察巖漿從上層地幔或地殼-地幔邊界侵入淺層地殼的少數(shù)情況之一--巖漿從地?？焖俎D(zhuǎn)移到幾乎是地表，只需要幾天時間?！?/p>