来自夏威夷大学马诺阿分校地球科学系的研究人员分析了夏威夷岛基劳埃阿火山120年来的数据，首次发现了跨世纪的变形和应力变化模式。 他们的研究重点是1975年卡拉帕纳7.7级地震，这次地震也引发了20英尺高的海啸。 研究结果最近发表在《地球物理研究》上。

"解密基劳埃阿火山的历史加深了我们对火山和地震灾害的了解，"这项研究的第一作者劳伦-沃德-勇（Lauren Ward Yong）说，这是她在马诺阿大学海洋与地球科学技术学院（SOEST）完成的博士论文的一部分。她说："这项研究提供了关于火山系统中应力如何演变的重要见解，指导我们预测和解释未来地震和岩浆事件的能力。"

这项研究凸显了"地壳"的潜在危险。"地壳"是基劳埃阿火山下方的主要断层带，两个岩块在这里相互移动，不断推动火山向南移动，造成了该地区发生大地震和复杂火山活动的风险。

夏威夷大岛东南部区域图，包括海拔和水深等高线以及地表断层痕迹（上图）。 上图为 A-A′ 剖面图，下图为主要地质特征的大致预测位置（下图）。 资料来源：Yong 等人 (2024)

Yong和合著者通过分析六个不同的大地测量数据集，探索了1898-2018年期间火山的变形和应力变化。 他们的分析包括 338396 次地震观测和 15000 多次地表运动或位移测量，从而构建了一个计算模型，复制了 1975 年卡拉帕纳大地震之前、期间和之后观测到的位移和应力。 该模型精确定位了推动这些变化的主要结构特征--断层面、裂谷带和岩浆室。

他们发现，1975 年卡拉帕纳地震极大地改变了该地区的应力和变形状态。 1975 年之前，在大地震的发源地，没有任何滑动的迹象。

Yong说："这一发现表明，随着时间的推移，该地区很可能被摩擦锁定，并缓慢地累积应力，最终导致断裂。此外，我们还观察到，基拉韦厄火山的南翼--一个从火山山顶向海岸线延伸的地质活跃区域--在卡拉帕纳地震之前经历了比地震之后更大、更复杂的位移。"

正在喷发的基劳埃阿火山东裂谷区

Yong和合著者对基劳埃阿火山的地层进行分析后发现，平均滑移量从1975年地震前的每年10厘米减少到地震后的每年仅4厘米。 这些滑动和应力分布的变化表明，随着时间的推移，摩擦等机械特性的变化会影响该地区的地震和岩浆活动。

"夏威夷社区与活火山毗邻而居，面临着巨大的地震风险，"Yong 说。"这项研究通过揭示过去发生的重大事件，加强了夏威夷大学为夏威夷居民和生态系统的安全和福祉推进科学发展的承诺，从而提高了防灾能力。"

基劳埃阿火山的历史为我们了解岩浆过程与地震周期之间的复杂关系提供了宝贵的资料。 在此基础上，Yong 和她的团队计划通过深入研究基劳埃阿火山结构特征的关键特性（如断层面上的摩擦力）来完善他们的模型，从而加深对应力变化如何引发地震和岩浆活动的理解。

编译自/ScitechDaily