来自小地震的地震能量绘制东南阿尔卑斯山断层分段图

为何微小地震对重大风险至关重要

当我们想到危险的地震时，往往会联想到罕见且强烈的事件，摇晃大片区域。但在脚下，每年都有成千上万次微弱震动悄然发生。本研究表明，这些单独不足以造成破坏的小地震，也能揭示未来更大地震在东南阿尔卑斯山——中欧最危险的地区之一——可能发生的方式和位置。

用密集观测网络倾听地壳

研究者将注意力集中在意大利、奥地利和斯洛文尼亚的边界地区，那里欧亚板块与亚得里亚微板块缓慢碰撞。该区域拥有错综复杂的断层系统和长期的破坏性地震史，例如1511年的伊德里亚和1976年的弗留利地震。得益于多国运行的密集地震台网，团队能够重新处理2016至2025年间超过9,200次地震的记录——其中多数太微弱只有仪器才能探测到。研究并未只看每次地震的大小，而是检视它所辐射的地震能量相对于其规模的多少，采用一种称为能量指数的参数。这使他们能够推断每一断层片段在破裂时释放储存应力的效率。

读懂断层强度的新方法

对于每次事件，科学家直接从地震记录中估算两个关键量：地震矩，它反映断层在多大面积上滑动了多少；以及辐射能量，它反映震动的强度。随后他们为该地区建立了这两种测量之间的参考关系，并将能量指数定义为平均预期能量与实际观测能量之间的差值。具有正能量指数的地震比同等规模的典型事件辐射出更多震动，通常被解读为发生在机械性较弱的断层片段上。负值则表明在更强、更有抵抗力的断层段上发生的能量贫乏破裂。通过将这些数值绘制为三维图像，团队构建出了东南阿尔卑斯断层强度变化的影像。

东西向隐含断层行为的对比

所得图像显示出明显的东西向对比。在大约12°经度以西，小地震倾向于具有较高的能量指数值，表明断层较弱，一旦破裂便更有效地传播。在东部区段则相反，多数小地震辐射的能量低于平均值，指向更强、更分段的断层带，这些断层抵抗滑动，需要更多应力才能破裂。团队将该地区划分为五个域，每个域在地震能量释放、长期应变速率和大地震历史上各有特点。在一些域中，断层看起来机械性较弱且润滑性较好，可能与破碎岩体中的流体有关；在另一些域中，日常地震活动减少和能量释放较低则暗示存在可能悄然储存弹性应变的锁定段。

将小地震、岩石性质与危险性联系起来

这些模式并非孤立无援。它们与来自地震波速与衰减的独立地壳成像以及地面变形的测地观测一致。那些小地震看起来更“有能量”的区域，通常也显示出破损、渗透性较高的岩石和含流体的带状区特征，这会削弱断层并通过频繁的小事件释放应力。能量指数图中显得更强的区域常与较坚硬的岩石、较低的日常地震率以及若干过去中等到较大地震的震源位置相吻合。综合来看，这些发现表明断层强度、岩性、流体及长期变形共同紧密影响着地震何时以及如何发生。

从研究工具走向实时监测

该研究表明，细致分析数千次微小地震可以以罕见大震无法达到的细节层次绘制复杂断层系统的机械分段。通过将最初为意大利中部开发的监测框架推广到该区域，作者展示了能量指数可以以类似标准震级的方式计算，使其适合常规使用。未来，追踪该指数随时间的变化或可帮助识别应力条件的演变以及大地震准备阶段的早期迹象。对于生活在东南阿尔卑斯及周边地区的人们来说，这并不意味着可用小地震来预测具体事件，但确实意味着持续“倾听”这些微弱震动可以提高地震危险性模型的精度，并指导在地壳最易失稳的地方进行有针对性的监测。

引用: Picozzi, M., Cataldi, L., Viganò, A. et al. Seismic energy from small earthquakes maps fault segmentation in the Southeastern Alps. Sci Rep 16, 5731 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35618-y

关键词: 地震, 断层强度, 东南阿尔卑斯山, 地震危险性, 微震活动