Nature：粘滑运动和岩浆摩擦熔融导致的击鼓式火山地震＊

徐文杰编译

（中国地震局工程力学研究所，哈尔滨150080）

2014年5月4日，Nature发表了一篇题名为“粘滑运动和岩浆摩擦熔融导致的击鼓式火山地震”（Volcanic drumbeat seismicity caused by stick－slip motion and magmatic frictional melting）的文章。文章指出，火山喷发后，凝固的岩浆会在火山顶部形成圆顶。随着岩浆的积聚上升，就形成了以离散断层带为界的岩颈，这个过程会伴随发生击鼓式地震活动。由于不断发生地震，在岩浆积聚上升的岩颈和火山通道壁之间的一些固定位置形成粘滑运动，然而，对于这种周期运动的机制仍然存在争议。

为此，我们在实验室中通过岩浆－圆顶试件的高速旋转－剪切试验，模拟了这一粘附性滑动的过程，试验所用样本取自美国苏弗里耶尔火山、蒙塞拉特火山和圣海伦斯火山。我们摩擦地滑动固体岩浆样本，使之产生类似于在岩颈和火山通道壁之间的滑动。研究发现，这种滑动会使岩浆发生摩擦熔融，摩擦熔融起着粘性制动器的作用，即熔融形成时滑移速度减小。岩浆融化后凝固起来，接着累积压力逐渐增大，导致不断发生断裂和滑移。因此，摩擦熔融会在粘滑过程中产生反馈机制，使这种运动周期性地进行。研究表明，摩擦熔体的粘稠度有助于估算粘滑事件发生的时间间隔。因此，我们得出结论，击鼓式地震的震级、频率和持时与岩浆的组成成分有一定的关系。