科学家绘制马尔马拉海下“隐形断层”三维地图 或揭示下一次大地震触发点

土耳其所处地区是全球地震最为活跃的地带之一，欧亚板块、非洲板块、阿拉伯板块与安纳托利亚板块在此交汇，复杂的板块相互作用在历史上多次引发毁灭性地震。1939年的埃尔津詹大地震就是其中最著名的事件之一，造成逾三万人死亡，而自那以后，大震似乎沿着北安纳托利亚断层呈阶梯状一路向西迁移。许多科研人员因此判断，下一次大地震最有可能发生在伊斯坦布尔以南的马尔马拉海之下。

马尔马拉海段的北安纳托利亚断层已经超过250年没有发生过大型地震，这令科学界担心该区域可能已经长期积累构造应力。然而，尽管相关研究持续了数十年，海底深处断层的精细结构始终难以厘清，这在很大程度上限制了科学家准确判断未来地震可能的起裂位置，以及为防灾减灾提供更有针对性的建议。

为填补这一空白，日本东京科学大学（Science Tokyo）综合研究所多元韧性研究中心的名誉教授小川康雄（Yasuo Ogawa）领衔，与土耳其博阿齐奇大学助理教授图莱·卡亚‑埃肯（Tülay Kaya‑Eken）等合作，对马尔马拉海下方区域展开了系统调查。相关成果近日发表在期刊《Geology》上，研究团队构建了首个覆盖这一关键区域的三维电磁结构模型，为理解断层内部物性差异与地震孕育之间的关系提供了全新视角。

与传统依靠地震波“透视”地下结构不同，这项研究利用的是电磁信号而非地震信号。团队汇集了此前部署在当地20多个磁阻测站（磁大地测深站）的观测数据，这些站点记录了地球深部结构对天然电磁场的微小影响。通过三维反演方法，研究人员重建出马尔马拉海下方数十公里深范围内的电性分布，即地下介质的电阻率三维图像。

分析结果显示，该区域的电阻率空间分布极为复杂，既有电阻率明显偏低的带状区域，也有电阻率显著偏高的“硬块”。研究指出，低电阻率往往与含水或富流体的岩石有关，这些区域在力学上相对“软弱”；相反，高电阻率区域则通常对应更坚硬、锁固程度更高的地壳块体。正是这种强弱相间的结构，为未来大震的孕育和破裂提供了潜在舞台。

“小川康雄表示，他们观测到的高电阻异常，代表的是正在积累应力的锁固区，这些特征为理解断层力学过程提供了关键线索。”研究团队据此推测，未来的大型地震很可能起裂于强弱区的边界，或者高电阻“锁定”区的边缘地带，这些位置更容易成为应力集中和破裂扩展的薄弱环节。

这项工作被认为向回答一个攸关土耳其数千万居民安全的核心问题迈出了重要一步：下一次大地震究竟会在何处酝酿并爆发。小川康雄指出，新构建的三维电磁模型可用于评估潜在巨震的起裂位置和可能震级，为未来的风险评估和韧性规划提供量化依据。研究人员还强调，持续的电磁观测与其他地球物理监测手段相结合，有望在长期尺度上改进地震危险性预测，从而在北安纳托利亚断层下一次重大破裂到来之前，尽可能减少人员伤亡和经济损失。