新西兰的阿尔卑斯断层发生了大规模的地震 - 因此科学家在其中钻了一个大洞

时间:2020-01-13  author:单岑  来源:欧洲杯官网  浏览:51次  评论:60条

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在新西兰的阿尔卑斯断层上钻了近一公里深(0.6英里)的国际团队,预计将在未来几十年的大地震中破裂,发现极度炎热的温度和高流体压力。

我们研究结果描述了这些惊人的地下情 它们对于理解在大地震中积累的情况具有广泛的意义,并且可能代表了一种新型地热能资源的发现。

地震力量逐渐增强

是世界上主要的板块边界之一,也是新西兰最危险的地震发生断层。 它沿着新西兰南岛的脊柱延伸650公里(400英里),我们知道它平均每300年就会破裂,产生大约8级的地震。

阿尔卑斯断层的最后一次发生在 ,当时它横向移动了8米(26英尺)的土地并将山脉抬高了几米(6.5英尺)。 在未来几十年的大地震中会发生 ,即使在未来30年甚至100年内不会发生这种情况,我们也知道它的地震周期已经结束。

世界各地的其他项目已经钻探了主要断层,但通常是在大地震发生后。 涉及来自12个国家的100多名科学家,使我们有机会近距离观察断层,直至下一次破裂。 这是有史以来第一次对未来几十年失败的重大故障所做的。

热水深度

我们钻了两个洞,在第二次尝试时钻到了893米(3,000英尺)深。 随着我们深入钻探,温度迅速上升,深度为每100米(330英尺)约15摄氏度。 这远远高于每100米深度约3摄氏度的正常速率。 在630米(2,000英尺)的深度,钻孔底部的水足够沸腾,如果它被允许上升到地面。 深度处的高压使其不会沸腾。

地球上最热的钻孔主要存在于火山区。 我们发现了地热梯度 - 衡量温度随深度增加的速度 - 与北岛中部火山钻出的最热的地热能井相似; 但是阿尔卑斯断层附近没有火山。

怎么这么热

我们认为有两个过程可以解释钻井现场的极端地下条件。 阿尔卑斯断层的地震有两种地质影响:山脉被推高,震动破碎了岩石。

在地震期间,随着时间的推移,裂缝岩石在山体滑坡中下降,河流将它们带到海里。 这限制了山脉的高度。 这个过程已经运行了数百万年,山脉的高度保持不变。 最终, (大约18英里深,550摄氏度)的热被迅速地运送到地表(在地质时间尺度上),他们没有时间完全冷却。 通过岩石运动从深处传递热量。

另一个有助于解释我们发现的过程是岩石压裂,它允许雨水和雪融化向下渗透到山中如此之快,以至于它可以将热量移向山谷,在那里水井向上流动并排出。 流量需要足够快,以便在途中不会损失热量,就像家中的水管在有时间冷却之前将热量从热水缸移到浴缸中一样。 流过岩石的水会集中热量并提高山谷下方的流体压力。

山谷下方的高温高压水在地表上几乎看不到,因为它与浅层冷地下水混合,在我们的钻井现场流入约50米的深度。 然而,我们钻探地区的大部分山谷都有一些温泉,暗示着这个更深的热水源。

更好地模拟未来的危害

我们研究的意外结果在新西兰以外非常重要。 我们所知道的世界上其他类似于阿尔卑斯断层的断层也可能具有从未被研究过的极端条件。

也许最重要的是,我们现在可以描述和估计在地震中会破裂的地质断层的条件。 这将有助于我们开发更好的地震破裂计算机模型。 它也可以帮助我们解释由于古代地震中类似的条件,某些类型的地质(例如某些类型的金矿化)是如何形成的。

经济效益

我们发现的极端地下条件可以为新西兰带来可观的经济效益,提供可供工业和当地社区使用的可持续和清洁的地热能源。 我们预计在其他附近的山谷中也存在类似的热地热条件,也许在世界上其他一些与新西兰西部相似的地方也是如此。

需要更多的钻探和测量来确定本地资源的规模,可能的用途,以及是否可以安全开发。

是构造和地球物理学教授

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