从地震学的角度来看，爱尔兰和英国应该同样平静。这两个岛屿都位于距离最近的板块边界数千公里之外，也不是火山热点。然而，尽管爱尔兰地面很少震动，但邻近的英国却频繁发生弱震和中等强度的地震。
新的研究表明，爱尔兰下方的岩石圈——地球最外层的岩石层，包括地壳和上地幔的固体部分——比英国下方的更厚、更冷。寒冷、厚实的岩石圈比温暖、薄的岩石圈在力学上更坚固，这可能解释了翡翠岛地震数量令人费解的稀少。发表在《地球物理学国际杂志》上的新研究结果暗示，岩石圈厚度可能支撑着远离板块边界的其他地方的地震活动模式。
爱尔兰的地震之谜
大约90%的地震——包括几乎所有最具破坏性的地震——都始于构造板块之间的边界。板块或大陆内部通常地震活动平静，但并非完全停止。例如，密西西比河谷的新马德里地震带，尽管位于北美板块中部，但在1811年底至1812年初却发生了一系列里氏7.3-7.5级的地震。
“我们对板块边缘的地震活动有一个非常好的理解框架，”未参与新研究的墨尔本大学地质学家Mike Sandiford说。“问题是，是什么控制着远离板块边缘的大陆内部的地震活动？”
板块内地震的稀少性使得科学家们更难理解它们。而且，我们经常不清楚为什么大陆深处的一些地方比其他地方地震更多。
英国群岛的情况就是如此，英国和爱尔兰之间戏剧性的地震差异是一个百年之谜。
剑桥大学地震学家、新研究的首席作者Sergei Lebedev引用英国地质调查局地震学家Roger M. W. Musson的话描述了这一情况：“理解地震活动分布[在英国和爱尔兰]与地质构造之间关系的研究一直漫长而徒劳。”Lebedev补充说，关键问题是为什么爱尔兰的地震如此之少。
Lebedev说，断层不是答案，因为英国的许多主要断层也穿过了爱尔兰。岛上存在的地壳类型也不是原因。爱尔兰和英国有着共同的地质历史，它们都是在加里东造山运动（缝合了盘古超大陆的山体构造事件之一）中由古大陆劳亚大陆的碎片和阿瓦隆尼亚地壳碎片组成的。
Lebedev说：“构成[这些岛屿]的地壳块体从英国延伸到爱尔兰，它们与地震活动的分布无关。”
地震扫描
直到最近，爱尔兰地震稀少仍是一个没有线索的谜团。Lebedev说，2008年，只有一个宽频带台站监测着爱尔兰看似平淡无奇的地震活动。但这种情况后来发生了巨大变化。
如今，爱尔兰国家地震监测网运行着六个永久性宽频带地震仪，并正在扩展其网络。2010年至2012年间，Lebedev和他的同事部署了另外20台临时地震仪，这些地震仪一直运行到2021年。
利用这个加强的爱尔兰地震监测网以及英国地震仪的数据，Lebedev和他的同事此前使用面波层析成像技术绘制了英国和爱尔兰岩石圈厚度的图。这项技术利用了这样一个事实：一些地震波在较冷的岩石圈中传播速度更快，而岩石圈也往往更厚。利用这项技术，科学家可以对地下结构进行3D成像。Lebedev说：“这类似于医学断层扫描，医生向病人发射不同种类的射线，以了解他们内部的情况。”
然后，在这项新研究中，研究团队制作了一份详细的地震活动图，并将其与英国和爱尔兰的岩石圈厚度图进行了比较。这种比较揭示了一个惊人的相关性：在岩石圈寒冷、因此可能厚实而坚固的地区，地震活动稀少。
Lebedev说：“爱尔兰地震活动少，我们看到它拥有厚而冷的岩石圈，而英国的岩石圈则更温暖、更薄。“大多数爱尔兰地震发生在岛屿北部多尼戈尔郡——超过90%的地震，”他补充道，“而恰恰是在岩石圈较薄的地方。”
深层结构
科学家们并非首次将岩石圈厚度与一般的板块内地震联系起来。例如，美国地质调查局的地球物理学家Walter Mooney在2012年表示，在175公里深处地表波传播速度快的地区，大型板块内地震极其罕见——他认为这是厚实的“岩石圈根系”的迹象。
然而，长期以来人们一直认为爱尔兰和英国下方的岩石圈厚度相同——Lebedev说，没有证据表明情况并非如此。“所以我们有一个150年未解的谜团，直到现在才得以解决。”
仍然存在更多谜团——例如，为什么爱尔兰的岩石圈比英国的更厚。Lebedev说，他的团队希望尽快找到答案。Lebedev还表示，他希望了解面波层析成像技术是否能在英国以外的其他地方发现岩石圈厚度与地震活动之间的类似相关性。
然而，Sandiford说：“虽然岩石圈厚度往往与较低的温度相关，但并非总是如此。”这种不确定性会使将岩石圈厚度与地震活动简单地联系起来的概括复杂化，就像新研究中所建议的那样。
Sandiford补充说，甚至有一些地方，如西澳大利亚，地震活动活跃但拥有厚实的岩石圈。因此，“还有其他因素在起作用。但似乎，作为第一个案例，他们对爱尔兰和英国群岛的评估是合理的。”
大陆内部的地震活动仍有许多问题有待解答，而这项新发现也提醒我们，答案可能比科学家们预期的埋藏得更深，Mooney说。他表示，传统上，地震学家关注的是地球地壳的顶部约15公里，因为板块边界的大部分地震都比较浅。
Mooney说：“科学家们认为他们不需要考虑岩石圈，因为它在他们的兴趣范围之外。那是不对的。“深层结构对浅层活动有很大的影响。”
