地質學家們已首度從聖安德列斯斷層(the San Andreas Fault)地表下兩英里處取出完整的岩石樣本，聖安德列斯斷層是沿著加州綿延800英里之聲名狼藉的斷層。

先前不曾有過來自移動活躍之地殼構造邊界深處，所謂的「岩芯」可資研究。目前，科學家們希望能解決攸關該斷層組成結構及屬性的諸多問題。

地質學家們取得了諸多直徑4吋長135呎、總共重約1噸的岩芯。此些岩芯是透過2.5餘英里的鑽探孔拖拉到地面。

史丹佛大學的地質學家Mark Zoback宣稱：目前，他們手中持有聖安德列斯斷層的岩塊，知道此斷層由什麼組成，因而能研究其如何活動。

Zoback是聖安德列斯斷層深處觀測站(the San Andreas Fault Observatory at Depth：SAFOD)計劃的三名主要共同研究員之一，另兩名主要共同研究員是隸屬美國地質勘查局(the U.S. Geological Survey：USGS)的地球物理學家William Ellsworth及Steve Hickman。SAFOD是建構中的世界第一處地底地震觀測站。

於2004年首度破土動工的SAFOD是美國國家科學基金會(National Science Foundation：NSF)所資助之地球觀測儀(EarthScope)計劃的主要研究部件，該計劃旨在於研究塑造北美大陸的作用力(forces)及左右地震與火山爆發的物理過程。

美國國家科學基金會地球觀測儀計劃主任Kaye Shedlock宣稱：這是極度令人振奮的揭露，因從滑動活躍的聖安德列斯斷層取得岩芯是前所未有的，且能從事廣泛、具變革性的研究與發現。

尋求瞭解地殼構造板塊邊界如何逐步形成及產生地震的科學家們，一向僅能滿足於使用地球表層經數百萬侵蝕而被揭露之古老斷層樣本，連同電腦模擬及模擬在各種深度發生地震時可能發生什麼之於實驗室所進行的研究。

Hickman宣稱：就地震科學家而言，此些岩芯如同阿波羅號太空船帶回的月球岩塊。在期盼有助於解開此活躍板塊邊界如何活動的迷團下，來自全球的科學家皆渴望取得岩芯。

該斷層的鑿穿於2005年完成。接著，此科學團隊將在2.5英里長(從位於此斷層西側的太平洋板塊伸入位於東側的北美板塊)的鑽探孔中安置許多地震儀器。藉由在靠近曾是諸多小地震源的地帶放置感測器，科學家們將能以前所未有的方式來觀測地震產生的過程。

研究聖安德列斯斷層是重要的，因如同Zoback所說的，真正的大地震皆發生於類似聖安德列斯斷層的板塊邊界處。

座落於加州帕索羅布爾市(Paso Robles)東北方約23哩，靠近帕克菲爾德鎮(the town of Parkfield)的聖安德列斯斷層深處觀測站址，位於該斷層定期活動卻不曾引發大地震的特別活躍地段上。

該地段藉由被稱為蠕變(creep)的過程，而以最適中的增加量進行活動。在此過程中，斷層的兩側慢慢地相互滑動通過，而偶爾伴隨著多數於地表不被感知的小地震。

此些研究人員致力於解決的諸多大問題之一，是當該斷層大部分以強烈、短暫的劇變方式活動時，相較下，怎麼會有同樣大的地殼構造板塊地段，似乎相互平緩地悄悄通過。

Hickman宣稱：攸關聖安德列斯斷層為何這樣容易並行地滑動，已有諸多理論，不過迄今無一能直接被驗證。有些理論假設，存在有被稱為蒙皂石(smectites)之特別滑溜的泥土。其他理論暗示，沿著該斷層面可能有潤滑此表面的水。尚有其他理論強調，在沿著該斷層表面痕跡(surface trace)的若干地方，存在著一種被稱為蛇紋石的礦物。倘若廣泛存在，這種礦物不僅能削減此斷層且使其發生蠕變。

於2005年，當SAFOD鑽機穿入第一處活躍的斷層區時，美國地質勘查局的礦物學家Diane Moore於被帶上地面的岩石切片中發現滑石。此發現發表於2007年8月16日版的《自然》(Nature)期刊。

Hickman宣稱：滑石屬曾被研究過中，最滑溜、最脆弱的礦物之一。

此礦物會是使該巨大地殼構造板塊平滑的作用物？化學上，當蛇紋石遭受高溫且面臨含有矽的水時，形成滑石是可能的。

蛇紋石也可能以若干其他方式左右斷層活動。Hickman宣稱：作為斷層顆粒相互磨碎通過時，蛇紋石能溶解於地下水中，而後於毗鄰之敞開著的孔洞空間中形成結晶，這使該斷層得以在極少壓力下進行蠕變。

今年夏天，SAFOD鑽探孔深入該斷層兩個活躍的痕跡處鑿取了岩芯，這兩處被包含於寬約700呎的廣大斷層「帶」中。根據沿著該彎曲之鑽探孔測定的距離，這兩活躍斷層帶中被標定為10830的較深斷層帶，產生了一處由被稱為斷層泥(fault gouge)之極細粒粉末組成的8呎長區段。

此類斷層泥於斷層帶是常見的且是由岩石頂著岩石磨擦所產生的。Hickman宣稱：所引人矚目的是，此斷層泥中含有顯然是從毗鄰之固體岩石被捲入其中的豐富蛇紋石碎片。此些碎片於斷層泥中四處散佈。

知曉蛇紋石、滑石或其他礦物在左右聖安德列斯斷層活動上扮演什麼角色的唯一方法，是在實驗室中研究SAFOD的此些岩芯樣本。

被標定為10480的第二個斷層帶，含有3呎的斷層泥。該斷層帶也從鑽探孔下300呎的位置產生小規模的地震。Ellsworth宣稱：顯然，他們觀察到於此斷層相同處所年復一年的相同地震破裂(earthquake rupturing)。該始終約2級的重複地震將是2008年被安置於此斷層中之上述觀測站的重點。

將直接被安置於SAFOD鑽探孔中的敏感地震儀及測傾儀，將從地震能量累積的地帶，首度觀測地震醞釀的過程。而在2006 年進行的諸多初步觀測已揭露了屬歷來所觀測到，最微弱的地震。


網址：http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=110106&org=NSF&from=news
翻譯：peregrine