【大紀元2021年05月13日訊】（大紀元記者張妮編譯報導）有一種地震發生在地表以下400～700公里的深處，震級可以高達里氏8.3級。科學家一直不明白這樣的地震是如何產生的。近期一份研究終於揭示了這種地震的成因。
深層地震的震源位於地幔層，那裡壓力相當高。科學家在1929年第一次探測到這種地震，自那以後一直在探索究竟是什麼樣的機制才會造成這樣的地震。一開始研究人員以為是高壓產生的內部爆炸，那麼就一定會產生壓力波。可是，這種地震產生的震波卻是剪力地震波，研究人員無法解釋高壓熱點和剪力震波之間的聯繫。所謂剪力，就是兩股方向錯開的作用力。
現在聖地牙哥加利福尼亞大學（UC San Diego）工程學教授馬肯斯科夫（Xanthippi Markenscoff）終於找到了其成因。
科學家知道地下400～700公里的高壓環境可以把橄欖石（Olivine）變成尖晶石（spinel）。這個過程有點像碳在地幔層會變成鑽石一樣。
由於尖晶石密度比橄欖石高得多，如果一個區域大量橄欖石不斷變形成為尖晶石，這個區域的體積將大幅縮小，會形成一種「變形斷層」（transformational faulting）。馬肯斯科夫發現這種變形斷層正是引發深層地震的主要原因。
大量橄欖石轉變成尖晶石的區域也叫變形區。馬肯斯科夫利用電腦模型研究發現，這種區域在體積縮小後將變成「煎餅」一樣扁平的形狀。這種形狀讓這個區域只需最少的能量，就可以在還沒轉化成尖晶石的區域內移動，並且不斷讓更多的橄欖石變成尖晶石，使得這個區域不斷增大。
這樣扁平的區域在移動過程中導致的地震，就會產生剪力地震波。在這份研究之前，科學家都以為這樣的區域是球狀的擴展方式，所以無法解釋如何產生剪力地震波。
馬肯斯科夫還提到，扁平變形區內部，粒子不會移動，也沒有動能，所以這個區域可以輻射出最大的能量。這就解釋了為什麼這種地震產生的震波可以傳到地面，而不是消逝在地球的內部。
這份研究2月27日發表於《固體力學與固體物理學雜誌》（Journal of the Mechanics and Physics of Solids）。◇
責任編輯：朱涵儒
