破解东太平洋断层地震周期之谜，海底结构藏“天然刹车系统”

过去30多年，东太平洋深海断层一直存在令地震学家费解的现象：每隔5～6年，就会在“几乎相同位置”发生规模6.0地震，精准如时钟的规律性在地质科学极为罕见。现在科学家终于了解背后成因，由于该断层存在特殊结构，就像海底深处的天然刹车系统反复阻止地震规模扩大。

Gofar断层是位于东太平洋海岭的活跃转形断层（Transformfault），太平洋板块、纳斯卡板块于此交汇错动，每年移动速度约140毫米（与指甲生长速度相当）。

过去科学家已知Gofar断层具规律性大地震周期且震央地点大同小异，断层之间还存在“平静”区域，能吸收应力而不引发大地震，被称为“屏障”，其背后物理机制始终是个谜，因此成为国际地球科学界重点研究断层。

为更理解Gofar断层在重大地震前、中、后差异，一组国际团队分析2项大型海底研究数据，一项于2008年收集，另一项于2019～2022年间收集，这些研究都在Gofar断层不同区域放置地震仪，于2次规模6.0主震之间记录数万次小型地震。

观测结果显示出极一致活动模式：在主震来临前几天～几周，小型地震会变得相当活跃，主震发生后，该区域随即陷入沉寂。由于此模式相隔12年出现在2处不同断层地段，研究人员认为背后很可能由相同物理机制引起。

分析高解析度数据后，团队发现断层内存在裂成数条分支的复杂结构区域，这些支链横向偏移约100～400米形成局部开口，类似裂缝中的小缝隙，海水进入小裂缝后被困住，创造出“膨胀强化”条件。

当规模6.0地震波传递到充满流体的局部裂隙深处，岩石内流体压力会因岩石突然错动而急遽下降，结果多孔岩石瞬间被“锁死”不动，进而减缓或阻止破裂现象继续蔓延，整体效果本质上就像天然刹车系统。

全球海底遍布类似Gofar断层的转型断层，科学家过去也注意到许多水下地震规模都比预期小，新研究暗示复杂断层结构与海水渗透共同造成的屏障区可能普遍存在，将有助科学界完善全球地震模型，进一步提升沿海人口密集区地震危害评估与预测精准度。

新论文发表在《科学》（Science）期刊。