科學家於紐西蘭海岸發現龐大海底蓄水層

透過3D地震成像技術，新發現的蓄水層位於紐西蘭海岸外海床下方3.2公里（2英里）處。此處的蓄水層可能正在減緩一條面對紐西蘭北島的大型地震斷層的活動。該斷層以產生所謂的慢滑移事件這種慢動作地震而聞名。這些慢滑移事件能在數日或數周的時間裡，無害地釋放累積的構造壓力。

在希庫朗伊邊緣（Hikurangi margin）進行的3D地震成像和海洋鑽探揭示，在俯衝的希庫朗伊高原大火成岩省已高度水化（含水量高達47%）的火山上地殼中，存在一個廣泛且先前未知的流體儲層。

德州大學的博士後研究員安德魯·加斯博士表示：「許多慢滑移地震被認為與埋藏的地下水有關。」

他還提到：「然而，直到現在，都沒有直接的地質證據顯示，在紐西蘭的這個特定斷層處存在如此龐大的蓄水層。」

加斯博士續稱：「目前我們的觀測深度還不夠，尚無法確切瞭解其對斷層的影響，但可以看出，此處向下滲透的水量實際上比正常情況要高得多。」

加斯博士及其同事發現蓄水層的地點，是一個龐大火山省的一部分。這個火山省形成於1.25億年前，當時一股規模如美國大小的熔岩柱在太平洋突破地球表面。

那次事件是地球上已知最大的火山爆發之一，持續了數百萬年。

研究作者利用地震掃描技術，為這座古老的火山高原建立了3D影像，在影像中，他們看到被掩埋的火山周圍有厚厚的層狀沉積物。

研究人員對火山岩的鑽芯樣本進行了實驗室分析，發現水在其體積中佔比近半。

希庫朗伊高原的地震影像揭示了地球內部的細節以及其組成成分。黃線下方的藍綠色層表示岩石中埋藏的水。

加斯博士指出：「正常的海洋地殼，在形成大約700萬年或1000萬年後，含水量應該要少得多。」

他補充道：「地震掃描中的海洋地殼年齡是正常情況的十倍，但含水量卻依然很高。」

他解釋：「火山爆發發生的淺海區域，將部分火山侵蝕成多孔、破碎的岩石，這些岩石在被掩埋時就像蓄水層一樣儲存水分。隨著時間推移，這些岩石和岩石碎片轉變成黏土，鎖住了更多水分。」

這項發現十分重要，因為科學家認為，地下水壓力可能是透過慢滑移地震釋放構造應力的關鍵因素。

通常，當富含水分的沉積物與斷層一起被掩埋時，水被封存在地下，就會發生這種情況。然而，紐西蘭的這條斷層中，典型的海洋沉積物很少。

相反，研究人員認為，古老的火山和已轉變的岩石（現為黏土）在被斷層吞噬時，攜帶了大量的水向下移動。

德州大學的研究員德米安·薩弗教授表示：「研究結果表明，全球其他地震斷層可能也處於類似的情況。」

他還稱：「這非常清晰地闡明瞭流體與構造斷層運動方式（包括地震活動）之間的相互關係。」

他續稱：「這是我們從實驗室實驗中做出的假設，也被一些電腦模擬所預測，但很少有在構造板塊尺度上的清晰的野外實驗來驗證這一點。」

此項研究成果發表在《科學進展》（Science Advances）期刊上。

參考文獻：Andrew C. Gase等人，2023年。俯衝的富含火山碎屑的上地殼為淺部巨型逆衝斷層和慢滑移提供流體。《科學進展》9（33）；doi: 10.1126/sciadv.adh0150