邦寧群島地震餘震新發現：挑戰最深地震紀錄之爭

2015年的邦寧群島地震曾被認為有打破紀錄的下地幔深層餘震，然而最新研究卻有不同看法。重新檢視這次地震後發現，先前主張的下地幔破紀錄深層餘震並不存在，反而在上地幔發現14次餘震，且與一個亞穩定橄欖石楔有關。此發現推進了我們對深層地震機制以及地球內部動力學的理解。

發表於《地震紀錄》的一項研究，對2015年5月發生的芮氏規模7.9的邦寧群島地震序列提出質疑。這次主震在上地幔底部附近深處破裂，但並不像先前聲稱的那樣，有延伸到下地幔的破紀錄深度的餘震。

南加州大學的張浩及其同事重新分析了餘震序列，並未找到曾被描述為史上最深地震的751公里深餘震的證據。

相反，他們的研究發現餘震分佈與一種名為橄欖石的地幔礦物的12公里薄片相符，這或能解釋深層地震是如何發生的。

邦寧群島地震發生在日本外海1000公里處的太平洋偏遠地區，是有紀錄以來最深且最大的地震之一。此次地震發生在地球表面以下680公里的伊豆 - 小笠原隱沒帶內。

對地震學家而言，發生在500公里或更深處的深層地震背後的機制仍是個謎。在如此深度下，極高的壓力和溫度使岩石更易於塑性彎曲或變形，而非像在較淺深度造成地震破裂那樣的脆性斷裂。

張浩指出，這些深層地震通常產生的餘震很少，而這能提供有用資料，幫助理解在隱沒帶中這些深層地震事件是如何產生的。

他說：「塑性變形限制了通常會產生餘震的大範圍斷裂網路的形成。此外，高圍壓促使主震後的應力有效重新分佈，進一步降低了後續地震事件發生的可能性。」

先前有一項對邦寧群島地震的研究報告了此次事件的前震序列，另一項研究則探測到下地幔中一個可能破紀錄的深層餘震。

張浩表示：「如果這兩項發現準確的話，都能顯著推進我們對深層地震的理解。然而，這兩個目錄不一致，且都有方法論上的限制。因此，使用改良技術重新檢視餘震序列至關重要。」

為了更清楚地觀察這次深且偏遠的地震，張浩和同事們藉助日本名為Hi-Net的密集地震陣列收集的資料，運用多種技術精確定位來自此次地震的地震訊號。

他們的新分析未探測到前震，但在上地幔震源150公里半徑內識別出14次餘震。一組餘震在主震一週後與地震破裂面排列一致，另一組在第二週分散在更廣的區域。

研究人員在論文中寫道：「雖然要明確否定下地幔起始的地震活動及其相關機制的存在仍具挑戰，但我們的結果確實否定了迄今為止最具說服力的下地幔地震活動主張。」

研究人員認為，餘震模式與亞穩定橄欖石楔（MOW）的存在相符。在隱沒板片中，橄欖石在高溫高壓下可延遲轉變為其他礦物狀態。張浩稱：「這種延遲轉變可能會產生應力並釋放能量，有可能引發深層地震。」

他補充道，由於亞穩定橄欖石楔是潛在的地震成核位置，一些研究人員提出這種轉換斷層機制是深層地震發生的主要方式之一。

張浩還說：「此外，亞穩定橄欖石楔能讓我們深入瞭解隱沒板片的熱結構和行為，較冷的板片更有可能在更大深度儲存亞穩定橄欖石。透過研究亞穩定橄欖石楔，我們可以完善深層地震產生的模型，並提高對地球內部動力過程的理解。」

參考文獻：《深焦芮氏規模7.9邦寧群島地震平面破裂面上的餘震》，作者張浩、約翰·E·維代爾和王偉，2025年1月22日發表於《地震紀錄》。DOI：10.1785/0320240035