來自地幔中的二氧化碳在意大利某些地區引發地震

Maria Temming

意大利應將某些地震活動歸因于來自地下深處的二氧化碳溢出。

這個國家中部亞平寧山脈地區在最近幾年已經遭遇了數次嚴重的破壞性地震，這其中包括2009年讓拉奎拉城飽受破壞的6.3級地震。這一地區一項幾十年來最新的自然界二氧化碳排放記錄顯示出二氧化碳溢出激增與最大規模的地震是同時發生的。這項發現暗示著升向地表的二氧化碳能夠改變沿著斷層的壓力，從而引發地震。研究人員在8月26日于在線發表的《科學進展》上就此作了報告。了解二氧化碳與地質活動的關系或可在某一天對地震形成更好的預測。

當地殼構造力量熔化了地幔中碳酸鹽巖，地球就會釋放出二氧化碳，這是一個自然釋放的過程。這些二氧化碳逐漸升高，聚集在地幔中的增壓區域，并且滲出到地下水中，而那些地下水則是地表泉水的源泉。此前的研究注意到二氧化碳趨向于在地震熱點區域溢出地球。但是由于沒有二氧化碳在易震地區長期的排放記錄，沒有人準確地知道如何將碳排放的時間與地震發生相比較。

2009—2018年，研究人員測量了由維利諾蓄水層供給的泉水中的碳含量，這一蓄水層位于2009年拉奎拉地震的震中附近，并且還坐落于地殼中的一個二氧化碳“蓄水池”的頂端。這些數據顯示出，二氧化碳釋放量的猛增與強震是同時發生的，并且在地震減弱及遠去之時，排放量也會下降。當這個區域遭受6級甚至更為嚴重的地震打擊時，維利諾蓄水層的泉水每天會釋放出超過600噸的二氧化碳。在地震較為平靜期間，這些泉水每天的二氧化碳釋放量約為400 500噸。

當然這些數據還不能明確顯示出是否激增的二氧化碳有助于刺激地震的產生，或者是晃動的地面將更多的二氧化碳帶到了地表，來自意大利國家研究委員會的地質學家Andrea Billi說道：“這是個雞與蛋的問題。”通過對亞平寧山脈及其他地震活躍區域，諸如加利福尼亞以及日本，此種類型二氧化碳釋放的持續觀察，或可揭示出這些激增的氣體是否可成為一個前兆或者就是地震的產物，他說道。

“我想在二者之間存在著反饋。”來自意大利國家地球物理與火山學研究院的地質學家Giovanni Chiodini說道，他也是此項研究的合著者。地下二氧化碳含量的逐漸增加，有可能會引發地震，它導致地殼斷裂，并且使得更多二氧化碳向上“爬”去，這又將產生更多的地震。

如果二氧化碳的激增會加強某些地區的地震活動，那么對于本地泉水化學成分的跟蹤就可為預報員提供一種新工具形成他們的預測，這是在2009年拉奎拉出其不意地發生致命性地震時科學家所不具備的能力，Billi說道。在那場災難之后，6名意大利科學家及1名政府官員因為沒能充分地向這一地區的公眾發出地震災害警告而被宣判犯有過失罪——盡管這些被告均在不久之后得到釋放或者獲得了減刑。■

王麒 譯自 《科學新聞》（Science News）2020年9月26日