控制喜马拉雅东部地震活动的关键机制发现
科学界首次清晰揭示,喜马拉雅东部脚下,印度板块正以低角度俯冲至青藏高原之下,强烈挤压地壳,如同缓慢移动的巨型板块刹车片,掌控着这片区域的地震活动与山脉隆升。
记者5日从中国科学院青藏高原研究所获悉,该所科研人员基于在喜马拉雅山脉东部布设的宽频带地震台站获取的最新数据,发现印度板块正以低角度俯冲至青藏高原之下,这一过程强烈挤压地壳,是控制喜马拉雅东部地震活动和山脉隆升的关键机制。
这一研究成果近日在线发表于国际知名学术期刊《国家科学评论》,填补了喜马拉雅造山带东部地下结构研究的长期空白。
01 空白地带:喜马拉雅东部的地下谜团
喜马拉雅山脉作为全球最典型的活动造山带之一,其形成与演化一直备受地学界关注。
然而,过去的研究多集中于山脉中段,而对喜马拉雅东部的地下结构与控制机制长期缺乏明确认识。
在喜马拉雅造山带中部,学者们自20世纪80年代起就已确认“主喜马拉雅逆冲断裂”结构是引发逆冲型大地震及喜马拉雅山脉隆升的关键构造。
但在喜马拉雅东部,科研人员始终未能明确识别到类似中部的大型逆冲结构。
这一认知空白限制了科学家对整个喜马拉雅造山带地震孕育机制与隆升过程的全面理解。
02 新技术与新数据:揭开地球深部秘密
为揭示喜马拉雅东部地下的奥秘,中国科学院青藏高原研究所碰撞隆升及影响团队在喜马拉雅东端的南迦巴瓦地区新布设了宽频带地震台站。
这些先进仪器捕获的高质量数据使科研人员能够像进行CT扫描一样,“看清”地球内部的结构特征。
论文第一作者兼通讯作者、中国科学院青藏高原研究所白玲研究员介绍说:“基于这些新数据,我们首次清晰刻画出该区域地下结构的特征。”
研究团队发现,作为印度板块地壳与地幔分界线的莫霍面自南向北延伸,以较缓的角度一直俯冲至拉萨地体下方。
同时,作为关键构造的“主喜马拉雅逆冲断裂”在东部呈现为一种独特的“斜坡”形态。
03 关键发现:低角度俯冲与强烈挤压
通过分析收集到的数据,研究团队获得了多项重要发现:
印度板块的低角度俯冲:印度板块的壳幔边界——莫霍面自南向北横跨喜马拉雅,以低角度俯冲至拉萨地体北部。这种低角度俯冲意味着板块之间的接触更加广泛,相互作用更为强烈。
主喜马拉雅逆冲断裂的“斜坡”形态:在喜马拉雅东部,这一关键构造呈现为平缓-斜坡构造,不同于其他段的特征。
强烈的南北向水平挤压:震源机制解反演获得的应力场表明,该区域地壳正遭受强烈的南北向水平压缩。这种挤压作用源自印度板块持续向北推进,与欧亚板块碰撞的结果。
发育完整的大型逆冲断裂系统:印度板块的北向运动与大型逆冲断裂系统的发育密切相关,该系统不仅包括主喜马拉雅逆冲断裂,也涵盖位于其上方的高倾角断层。
04 科学意义:理解地震与造山的关键
这些发现共同揭示,印度板块的低角度俯冲及地壳的强烈挤压是驱动喜马拉雅东部地震发生与地表持续抬升的关键因素。
论文共同通讯作者、中国科学院青藏高原研究所科研助理李鸿儒博士指出,本项研究显示,喜马拉雅山脉东部的地壳结构特征与喜马拉雅中段尼泊尔邻近区域较为相似,而明显区别于喜马拉雅西段及缅甸山弧所表现出的大陆深俯冲特征。
这一发现不仅解释了喜马拉雅东部地震活动的控制机制,也为理解整个喜马拉雅造山带的大地震破裂行为提供了重要线索。
白玲研究员表示:“这些发现共同揭示,印度板块的低角度俯冲以及由此引发的地壳强烈缩短挤压,是驱动喜马拉雅东部地震发生与地表持续抬升的关键因素。”
05 未来展望:探索整个造山带的构造形态
对于未来的研究方向,白玲表示,科学家们应着眼于整个喜马拉雅造山带内大型逆冲构造系统的几何形态展布,从而更深入地揭示大陆碰撞背景下地震孕育机制及高原隆升过程的内在控制因素。
这项研究不仅提供了对喜马拉雅东部地质构造的新认识,也为评估区域地震风险提供了重要科学依据。
随着对喜马拉雅造山带全面理解的深化,科学家将能更好地解释这一地区频繁的地震活动与持续的地表隆升,为防灾减灾和地球系统科学研究提供坚实理论基础。
青藏高原是世界上最高、最年轻的高原,其形成和演化一直是地球科学研究的焦点。
随着科学家对喜马拉雅造山带,尤其是东部地区地下结构认识的深化,人类对地球动力学的理解正在迈上新台阶。
地球科学的探索从未止步,每一次地下结构的揭秘,都是对地球数百万年演化历史的重构,也为理解地震这一自然灾害提供了关键线索。
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