麻省理工學院（MIT）的地質學家首次量化了地震的整體能量預算，透過這項研究，團隊探索了地震釋放的能量如何在熱量、震動和岩石破裂之間分配。研究人員創造了「實驗室地震」——這是一種在實驗室控制下的小型地震事件，藉此映射地震的能量分布。結果顯示，熟悉的地面震動僅占釋放總能量的 10%。這一發現令人驚訝，因為在地震過程中，只有不到 1% 的能量用於破裂岩石，而多達 80% 的能量則轉化為熱能。
在這項研究中，研究人員發現，快速的加熱過程會在震中周圍的岩石中引發高溫尖峰，甚至短暫地「熔化」這些岩石。研究作者丹尼爾·奧爾特加-阿羅約在新聞發佈會中提到：「在某些情況下，我們觀察到樣本的溫度從室溫迅速上升至 1,200 度 Celsius，然後在運動停止後立即降溫。」這一發現表明，地震不僅僅是地面震動的現象，它背後隱藏著更為複雜的能量轉化過程。
地震的成因是由於岩石在數百萬年中逐漸積累的能量突然釋放，這是由於地殼板塊的緩慢運動所造成的壓力。當這種壓力超過岩石的強度時，岩石會沿著斷層滑動，產生地震波。地面震動通常是通過地震儀測量的，但地震過程中另外兩種主要能量形式——熱能和地下破裂——卻幾乎無法即時測量。為了克服這一挑戰，MIT的地質學家選擇在實驗室中創建小型、可控的實際地震版本。
在這項研究中，團隊模擬了岩石沿著斷層帶的滑動，使用了小型花崗岩樣本，這些岩石代表了實際地震在大陸地殼中開始的地震生成層。研究人員將花崗岩研磨成粉末，並與微小的磁性顆粒混合，這些顆粒就像溫度計一樣，能夠測量熱量變化。這一混合物被放置在活塞之間，並施加強大的磁場，以便測量模擬地震後顆粒的取向或強度變化。這些實驗不僅揭示了地震能量的分配，還提供了有關地震過程中熱能釋放的重要數據。
在實驗中，樣本放置於一個專門建造的設備中，該設備施加逐漸增大的壓力，模擬地球深處地震生成層的條件。研究人員觀察到，在某些壓力下，樣本會滑動，形成一個微小的類似地震的事件。隨後，團隊使用多種方法來分析後果，包括利用磁性顆粒分析熱量來估算樣本的溫度，使用壓電傳感器和計算機模型測量震動程度，並在顯微鏡下測量花崗岩的破裂情況，以了解顆粒的破碎程度。
這項研究的結果確定了每次實驗室地震的能量預算，包括熱量、震動和破裂等方面。然而，地震的能量預算並非靜態，而是依賴於地區的「變形歷史」——即岩石因過去的構造運動而受到的移動和擾動程度。奧爾特加-阿羅約指出：「變形歷史——本質上是岩石的記憶——實際上會影響地震的破壞性。」這項研究可能會為地震學家提供幫助，未來能夠預測地震的發生。通過了解過去的地震情況，可以判斷某個地區對未來地震事件的脆弱性。這些發現已於 8 月 28 日發表在《AGU Advances》期刊上。
