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標題: 爆發無週期性，新研究：大型淺層地震似乎遵循「魔鬼階梯」數學公式 [打印本頁]

作者: byttseng 時間: 2020-4-19 11:19 PM 標題: 爆發無週期性，新研究：大型淺層地震似乎遵循「魔鬼階梯」數學公式

本帖最後由 byttseng 於 2020-4-19 11:29 PM 編輯

根據經典地震學模型預測，地震是隨構造應力的累積與釋放循環產生，具有週期性，然而美國密蘇里大學團隊最新研究指出，大型淺層地震似乎遵循著「魔鬼階梯（Devil’s staircase）」這個數學函數公式——被較長但不規則的間隔隔開。

新研究發現，那些地震震度 6 級或更高的大型地震序列（註），似乎比最初預期的「爆發」還要來得多，且週期性發生的淺層大型地震序列其實很少見，事件爆發間隔也不規則，我們到現在都很難預測大地震之間的平均復發時間。

相反地，科學家們發現全球地震序列往往群集發生，然後被長時間但不規則的沉寂間隔隔開，研究團隊認為，大型淺層地震應遵循「魔鬼階梯」這個數學公式。

魔鬼階梯有時也稱「康托爾函數（Cantor function）」，是一個一致連續、卻不絕對連續的函數，而其中任何一部分的變化都可能影響整個系統的行為，我們可以在地表沉降序列（sedimentation sequences）、地磁場翻轉、地殼上升與侵蝕速率中找到類似這種模式的例子。

以前的地震模型都集中在短時間或小區域的地震序列，也因此早期模型無法套用階梯模式，如果模型無法從長期角度檢視地震序列，就無法判斷一系列地震事件是屬於單次群集、還是跨越了兩次群集、以及沉寂間隔。

研究團隊認為，一次斷層破裂後，可能透過應力轉移刺激其他斷層活動，這說明萬一發生大地震，再次發生地震的可能性更高，但它們之間又有不規則沉寂間隙，以至於我們預測下一次大地震何時到來變得困難。

研究人員之一 Gang Luo 表示，間隔似乎與背景構造應變率（background tectonic strain rate）成反比關係，可以試著查看岩石圈因板狀構造運動而變形的速度有多快。

科學家依然不確定地震發生機制，但團隊希望通過研究應力傳遞，來分析大地震對其他斷層系統的影響，看看是否能更準確預測大型淺層地震的爆發。新論文發表在《Bulletin of the Seismological Society of America》期刊。

註：「地震序列」是指發生在相近時間或空間的一連串地震，依照發生次序，可分為前震、主震和餘震，難以判別主震的地震序列則稱為群震。

（首圖來源：pixabay）

原作者：Emma Stein
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