破解東太平洋斷層地震週期之謎，海底結構藏「天然煞車系統」
過去 30 多年，東太平洋深海斷層一直存在令地震學家費解的現象：每隔 5～ 6 年，就會在「幾乎相同位置」發生規模 6.0 地震，精準如時鐘的規律性在地質科學極為罕見。現在科學家終於了解背後成因，由於該斷層存在特殊結構，就像海底深處的天然剎車系統反覆阻止地震規模擴大。
Gofar 斷層是位於東太平洋海嶺的活躍轉形斷層（Transform fault），太平洋板塊、納斯卡板塊於此交匯錯動，每年移動速度約 140 毫米（與指甲生長速度相當）。
過去科學家已知 Gofar 斷層具規律性大地震週期且震央地點大同小異，斷層之間還存在「平靜」區域，能吸收應力而不引發大地震，被稱為「屏障」，其背後物理機制始終是個謎，因此成為國際地球科學界重點研究斷層。
為更理解 Gofar 斷層在重大地震前、中、後差異，一組國際團隊分析 2 項大型海底研究數據，一項於 2008 年收集，另一項於 2019～2022 年間收集，這些研究都在 Gofar 斷層不同區域放置地震儀，於 2 次規模 6.0 主震之間記錄數萬次小型地震。
觀測結果顯示出極一致活動模式：在主震來臨前幾天～幾週，小型地震會變得相當活躍，主震發生後，該區域隨即陷入沉寂。由於此模式相隔 12 年出現在 2 處不同斷層地段，研究人員認為背後很可能由相同物理機制引起。
特殊結構形成大地震「煞車」系統
分析高解析度數據後，團隊發現斷層內存在裂成數條分支的複雜結構區域，這些支鏈橫向偏移約 100～400 公尺形成局部開口，類似裂縫中的小縫隙，海水進入小裂縫後被困住，創造出「膨脹強化」條件。
當規模 6.0 地震波傳遞到充滿流體的局部裂隙深處，岩石內流體壓力會因岩石突然錯動而急遽下降，結果多孔岩石瞬間被「鎖死」不動，進而減緩或阻止破裂現象繼續蔓延，整體效果本質上就像天然煞車系統。
全球海底遍布類似 Gofar 斷層的轉型斷層，科學家過去也注意到許多水下地震規模都比預期小，新研究暗示複雜斷層結構與海水滲透共同造成的屏障區可能普遍存在，將有助科學界完善全球地震模型，進一步提升沿海人口密集區地震危害評估與預測精準度。
新論文發表在《科學》（Science）期刊。
（首圖來源：AI 生成）