考察船缓缓驶入就像浴缸里的玩具船。三名科学家在另一个12小时的轮班中看着显示器上滚动的数字,时间一分一秒地过去。收集原始数据的仪器早在几天前就被布置在海底。现在,这艘船正拖着一个鱼形发射机在海床上方接收远程设备的信号,并将它们发送回船上。事情进展顺利。直到他们没有。

“当你出海时,你会祈祷一切顺利。但是,你知道你可能不会有一次完美的巡航,”哥伦比亚大学海洋地球物理学家克里斯汀·切斯利说,她是科考队的一员。研究人员的任务是收集可能会回答一个关于一个叫做Hikurangi边缘的不寻常地震带的关键问题的数据:在这个相对较小的区域,为什么有些地震是巨大的,而另一些地震是如此隐蔽,只有最灵敏的仪器才能探测到?科学家们将会发现,答案似乎是地球上研磨的构造板块的一种令人惊讶的润滑来源。

但首先,该团队需要数据。新西兰北岛东海岸的海底,就像世界上大部分的海底一样,地图绘制得很差。它绝不是平坦的。崎岖的山峰和壮观的峡谷隐藏在数千英尺深的水下。三人看着监视器看到数字发生了变化,显示了海床轮廓的突然变化。他们的发射机正在接近一个巨大的物体。他们拉响了警报:发射器必须被拉起来,以避免撞到什么东西——一个陡峭的斜坡,表明有一座无人知道的海底山在那里。这意味着要拉起拖拽昂贵设备的缆绳。电缆大约有三英里长。

科考队部署了一个鲨鱼形状的发射机,用一根大约三英里长的电缆拖在船的后面,从海床上的远程接收器接收数据。
科考队部署了一个鲨鱼形状的发射机,用一根大约三英里长的电缆拖在船的后面,从海床上的远程接收器接收数据。沉着的天真的

佐治亚理工大学海洋地球物理学家萨默·纳伊夫是这次考察的首席科学家,他说:“你真的只能在这么短的时间内把发射器拉上来。”“当海面变得更汹涌,你开始接近电缆设计的张力极限时,就会变得非常可怕。”

“你在手忙脚乱,只希望自己能成功。我们差了大约10到15米,”他补充道。他的声音仍然紧张,同时回忆起团队如何勉强避免把昂贵的设备撞到未知的斜坡上。

纳伊夫说,这一事件是29天的探险中“比较棘手”的时刻之一,尽管船员们也遇到了该地区的一些问题臭名昭著的喜怒无常的天气.“它从来没有变得危险,但确实变得令人兴奋,”奈夫说。“在一个月的时间里,人们就会知道自己的功能极限是什么程度的肿胀。”

来自世界各地的海洋地球物理学家勇敢地面对这些水域,因为Hikurangi保证金在波涛汹涌、险象环生的海底山脉之下,太平洋板块正在下沉到澳大利亚板块之下,形成了新西兰最大的俯冲带。Hikurangi的南部地区有能力引发大规模地震——“那些成为新闻的地震,”Chesley说,并补充说,“那些是我们地球物理学家和地球科学家在很长一段时间内关注的地震。”但在北部,有一种不同的地震活动,一种相对来说仍未被研究的活动。

在大约一个月的时间里,该团队部署并回收了远程接收器,这些接收器位于海底,收集有关海底岩石电磁特性的数据。
在大约一个月的时间里,该团队部署并回收了远程接收器,这些接收器位于海底,收集有关海底岩石电磁特性的数据。沉着的天真的

“在过去的20年里,人们发现了一种全新的地震类型,称为慢滑地震,”切斯利说,她正在哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球天文台攻读博士学位。她是一篇论文的主要作者,最近发表在自然该公司研究Hikurangi的这些“无声”地震。如果说南部Hikurangi的地震是炉子上沸腾的锅,那么北部的缓慢滑动事件就是一个茶壶,它释放的水蒸气非常轻柔,甚至连口哨都没有。

这篇论文的合著者奈夫说,慢滑事件“每隔几年就会积累一次,然后慢慢释放能量。这实际上是在潜在地减少危险:能量不是在几秒钟内释放,而是在数周内释放。”

根据他们探险的成像数据,切斯利和她的同事们发现了北部Hikurangi的鬼鬼祟祟的晃动的潜在解释:海底山。这些水下的死火山遍布世界各地的海底,但地球物理学家还没有弄清楚,当它们所在的板块在俯冲过程中被拉到另一个板块下面时会发生什么。

在长达一个月的考察中,西南太平洋的海浪有时会撞击考察船。
在长达一个月的考察中,西南太平洋的海浪有时会撞击考察船。克里·基/萨米尔·奈夫提供

一些科学家认为,巨大的传送带似的俯冲过程的力量只是挤压或剪切海底山。另一些人怀疑海底山,由于它被拉到下面,它的强度足以破坏上面的板块,降低了它收集足够能量来发动大地震的能力。相反,减弱的板块在较小的地震事件中释放能量,这是该团队所发现的。“创意就在那里,”奈夫说。“我们只是第一次能够想象它,并赋予它一些可信度。”

然而,研究小组惊讶地发现,海山似乎正在削弱上面的板块,并造成了一个缓慢滑动的事件:海山充满了水。储存在岩石深处的液体就像润滑剂一样,在整个岩体俯冲时减少了摩擦。

切斯利说:“这是最令人瞠目结舌的结果之一。”研究小组将他们的数据与2014年一次慢滑事件的地震记录进行了比较,发现无声地震发生在他们的成像显示充满水的岩石正在被俯冲的同一地点。

切斯利说:“看起来,这些无声地震在很大程度上受你可以添加到滑动系统的水量的影响,而这些海山似乎影响着被输送到该系统的水量。”

新西兰北岛的东海岸是一个充满活力的地方,在海浪的上方和下方。
新西兰北岛的东海岸是一个充满活力的地方,在海浪的上方和下方。沉着的天真的

南安普顿大学的地球物理学家Kate Rychert,她共同撰写了一份评论自然但他没有参与这项研究,他说,研究结果并不确定,几个备选场景可以解释Hikurangi猛烈的南部震动和无声的北部震动之间的差异。但是,她补充说,“这是重要的一步。”她说,该团队结合地震和电磁数据的方法特别重要。她说:“这种方法考虑了两种独立的观察类型,是增强我们理解的有力方法。”

切斯利和他的同事们将继续处理他们探险的数据,包括对整个Hikurangi边缘地区的调查。他们希望发现更多的线索来解释它不同寻常的地震模式,最终可能改善对新西兰以外的俯冲带的危险评估。正如奈夫所指出的:“绝大多数人口生活在海岸线沿线,其中很多是潜没带地区。”