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Intra-block fault strain accommodation reshapes continental deformation of the Bayan Har block in Tibet

通过整合高分辨率 InSAR 和 GNSS 数据,本研究揭示了内部地块断层吸收了巴颜喀拉地块中东部显著部分的剪切应变,这挑战了刚性地块运动学模型,并支持了一个半约束非刚性书架断层模型,用以理解西藏大陆变形与地震灾害。

原作者: Rumeng Guo, Wenting Zhang, Lingyun Ji, Chuanjin Liu, Liangyu Zhu, Heping Sun

发布于 2026-08-06
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原作者: Rumeng Guo, Wenting Zhang, Lingyun Ji, Chuanjin Liu, Liangyu Zhu, Heping Sun

原始论文采用 CC BY 4.0 许可(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。 这是对下方论文的AI生成解释。它不是由作者撰写或认可的。如需技术准确性,请参阅原始论文。 阅读完整免责声明

地壳:不是拼图,而是拼图盒

想象一下地球的外壳——地壳,不要把它看作是由完美刚性碎片组成的巨大拼图,而是一个巨大的、慢动作的舞池。长期以来,科学家们认为大陆就像坚硬的木块一样相互滑动并碰撞,边缘锐利;如果你想知道压力在哪里积聚,只需观察这些木块之间的裂缝即可。但地球更像是一块温暖、黏稠的太妃糖。当你拉扯它时,它不仅仅是在边缘断裂,而是在各处进行拉伸、挤压和扭转。

这种“拉伸”被称为变形,而“扭转”通常是由断层引起的——即岩石相互滑动的地面巨型裂缝。当这些断层卡住时,它们会积聚能量,就像被不断拉紧的橡皮筋一样。最终,那根橡皮筋会崩断,释放出巨大的地震。虽然我们知道这些“木块”之间著名的巨大裂缝很危险,但科学家们一直在思考:那些位于“木块”内部的微小、隐形的裂缝呢?它们只是无害的填充物,还是在秘密地储存足以引发自身灾难的能量?理解这一点至关重要,因为如果我们只盯着大裂缝看,可能会错过正在房间中央发生的“惊喜派对”。

巴颜哈尔地块的秘密生活

在一项针对被称为“巴颜哈尔地块”的青藏高原巨大区域的研究中,研究人员决定不再靠猜测,而是开始使用超精密工具进行测量。他们结合了两种高科技方法:GNSS(利用卫星追踪地面运动,类似于加强版的GPS)和 InSAR(利用空间雷达图像观察地表极其微小的位移,精度可达头发丝的宽度)。通过将这些数据缝合在一起,他们制作了一部关于巴颜哈尔地块中东部地面如何运动的3D电影。

他们的发现令人惊讶。他们发现这个地块不仅仅是一个沿着边缘滑动的固体平板。相反,它是一条繁忙的运动高速公路,压力在许多不同的道路间分配,而不仅仅是在主干道上。研究显示,在被称为龙里洼断层的重大裂缝以西,该地块承受了约 13 mm/yr 的左旋运动(意味着一侧地面相对于另一侧向左滑动)。但关键在于:那些运行在领土正中间的较小的“地块内”断层,承担了总剪切量的 37%。这意味着大量的活动发生在“房间中间”,而不仅仅是在墙边。

研究人员还观察了著名的东昆仑断层,它沿着南缘延伸。他们发现,随着向东移动,该断层的运动速度逐渐减慢。旧理论认为,这种减速意味着压力被转移到了断层北部的区域。但新数据却说“并非如此”。相反,这种减速被地块内部的次级断层吸收了。这就像是主干道上的交通堵塞迫使车辆涌入侧街;侧街承担了大部分的拥堵。

为了理解这场混乱的舞蹈,作者提出了一个名为“半受限非刚性书架-断层模型”的新模型。想象一下书架上的一排书。如果你从一端推书架,书并不会作为一个整体滑动,而是会相互旋转和倾斜。巴颜哈尔地块就像这些书,被北侧和东侧的刚性邻居挤压,但在中间则可以自由扭转和旋转。研究表明,地面并非仅仅是互相碰撞的刚性块体,而是一个压力广泛分配的、流动的系统。

这对安全有着严肃的影响。团队测量了这些隐藏断层的滑动速度以及它们在地下“锁定”(卡住)的深度。他们发现,尽管这些内部断层的运动速度比大的边界断层慢,但有些断层的锁定深度达到了 22 km。这种深层锁定意味着它们可以在数千年中储存巨大的能量。事实上,研究指出,2021年 Mw 7.4 玛多地震 就发生在其中一个内部断层(江错断层)上,证明了这些“隐藏”的裂缝完全有能力引发毁灭性的地震。

论文明确排除了变形纯粹是刚性块体运动(即压力仅集中在边缘)的可能性。它也反驳了东昆仑断层减速仅仅是将压力向北转移的理论。相反,数据表明存在一种更复杂的、分布式的模式,其中内部断层扮演了主角。作者对这些测量结果充满信心,因为他们使用了来自 1233 幅卫星图像 和地面站的海量数据,但他们也指出,关于深层地球如何流动的确切机制仍在测试中。

所以,下次当你想到地震时,不要只盯着那些显眼的大裂缝。地球有点像一个拼图盒,其中的碎片本身也在开裂、扭转,并以各自安静且危险的方式储存着能量。巴颜哈河地块告诉我们,大陆内部同样活跃,也同样危险,正如其边缘一样。

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