研究调查水下滑坡和海啸之间的联系

第三只手烈

(a)俄勒冈州近海卡斯卡迪亚俯冲带地图，地震测线15来自本研究中使用的RR1718巡航。红星代表DSDP航段18(船上科学队，1973年)的站点174和ODP航段146(船上科学队，1994年)的站点892的位置。这里的水深范围从大约3000米(冷色)到海岸线的0米。使用http://www.eeook.comgeomapapp.org全球多分辨率地形(GMRT)数据库创建的水深测量(Ryan等人，2009年)。(b)包含RR1718巡航的地震测线15东半部的区域的地图视图，显示了44-N滑动的突出的头部陡坎、包含许多大块的相关碎片区，以及解释为由块形成的原位变形区。这里的水深范围从大约3000米(冷色)到1300米(暖色)。水深测量使用http://www.eeook.comgeomapapp.org的GMRT数据库(Ryan等人，2009年)。(c)图(b)中来自RR1718巡航的地震测线15的东半部，显示了更广阔疏散区内的主要头部陡坎、44-N滑动碎片区内的块体以及根据Lenz等人(2019年)修改的相关前变形区。(d)变形区的特写图像(改编自Lenz等人(2019年))。变形带以被逆冲断层和褶皱所容纳的水平缩短为特征。该区域上方的薄层褶皱表明，变形不是滑坡沉积物的一部分(即溢出的块体和碎片)，而是由滑坡的冲击引起的原地变形。学分:地球物理研究快报(2023)。DOI: 10.1029

（）据俄亥俄州立大学（塔季扬娜·伍达尔）：科学家已经计算出一种方法来确定过去水下滑坡的速度。为了做到这一点，俄亥俄州立大学的研究人员研究了俄勒冈州海岸附近的水下山体滑坡遗迹——被称为44-N滑坡——这是卡斯卡迪亚俯冲带(CSZ)的一部分。

从加拿大的温哥华岛延伸到北加州的门多西诺角，CSZ是一条倾斜的断层线，是一些有记录以来最强烈地震的源头。这些地震可能导致水下(也称为海底)滑坡，从而引发海啸。

现在，研究人员利用从44-N滑坡附近海底扭曲测量的特性，开发了一种新的方法来分析水下滑坡可能引发致命海啸的风险。

先前的研究表明，来自44-N滑坡的大块以13度的坡度下降了1200米，并水平滑动了10公里，然后最终停止。这项研究中的研究人员调查了它沉积区域的岩石结构的形状和体积，创造了所谓的“变形带”。

他们的发现表明，44-N的滑坡在下落过程中估计以每秒60米的速度移动，并以如此大的力撞击海底，以至于产生了275米厚、10公里长的扭曲变形的海底沉积物区域。由于它的速度，它也可能是“海啸成因”，这意味着它足够强大，足以自己产生巨大的海啸，尽管尚不清楚这种特殊情况是否如此。

研究人员不确定44-N滑动可能发生在何时。

“就像在陆地上一样，当巨大的岩石和沉积物落下时，海底就会发生滑坡，”该研究的合著者、俄亥俄州立大学地球科学副教授德里克·索耶说。“如果它们引发海啸，对人们来说可能非常危险，这就是为什么我们想了解它们是如何、何时以及为什么形成的。”

这项研究发表在《地球物理研究快报》上。

尽管这是一种相对常见的现象，但海啸引发的滑坡的已知实例非常有限。此外，辨别水下滑坡的类型以及该事件是否会导致这样的灾难可能是一项具有挑战性的任务——主要是因为研究人员只能从它们留下的沉积物中解释这些滑坡的移动速度，Sawyer说。

索耶说，水下滑坡引发海啸所需的最小速度仍未得到证实。一个证据是Storegga滑坡，这是几千年来发生在挪威海的一系列滑坡，估计速度在每秒35到60米之间。它引发了如此大规模的海啸，以至于一些科学家认为它应该对冲走英国和欧洲其他国家之间的大陆桥负责。

1929年大浅滩地震还引发了水下滑坡和每秒15-30米的浊流，并引发了海啸巨浪，摧毁了许多沿海社区。水下山体滑坡本身撕裂了连接美国和欧洲的水下通讯电缆。

索耶说:“海底山体滑坡有时移动得如此之快，以至于对海底的全球互联网电缆造成基础设施破坏，并引发甚至放大地震引发的海啸。”

然而，Storegga滑坡和Grand Banks地震为研究人员提供了知识源泉，他们努力更仔细地研究这些地震诱发现象背后的复杂性。

“由于电缆断裂的时间，科学家可以反算出这些水流的速度，这是我们第一次能够在海洋环境中这样做，”Sawyer说。“这些事件的严重性，如海啸有多大或有多危险，与滑坡移动的速度密切相关。”

Sawyer说，解密过去的山体滑坡是如何发生的至关重要，这不仅是为了保护水下电缆，也是为了生活在海岸线上的人们和指导应对海啸的应急计划的决策者。

毕竟，更好地掌握水下山体滑坡的机制可以让公众有时间为它们造成的危害做好准备。但是Sawyer说，如果没有更好的海底成像技术，过去的滑坡和未来滑坡的威胁可能不会被发现。

“我们离真正能够以任何确定程度预测地震时可能发生的滑坡还有很长的路要走，”他说。"但是这种类型的研究有助于我们理解所有可能的结果."

论文中强调的技术也将提供给世界其他地方对水下滑坡变形带建模感兴趣的研究人员。

俄亥俄州立大学的其他合著者是现在德克萨斯A&M大学的博士生Brandi L. Lenz和地球科学副教授W. Ashley Griffith。