地震，二氧化碳释放图以及被调查含水层的位置图
世界上许多非火山激发地震地区的往往伴随着是深层二氧化碳排放，现在科学家已经普遍认识到深层二氧化碳参与地震周期。然而，目前还没有公布此类排放的长期记录，地震发生与深层二氧化碳释放之间的时间关系仍然是个谜。
意大利国家地球物理和火山学研究所的研究人员分析了亚平宁半岛强烈地震期间10年（2009-2018年）的构造性二氧化碳通量记录。结果发现，二氧化碳气体释放与地震序列的演化相关。深层二氧化碳通量的峰值出现在强震时期，随着地震能量和次数的减少而衰减。科学家们认为，地震的演化是由地壳储层中积累的、源于碳酸盐熔化的二氧化碳上升所催生的。这种大规模、连续的二氧化碳生成过程有利于形成富含二氧化碳的超压储层，有可能引发地壳深处的地震。
2009年4月，意大利山城拉奎拉发生地震，当时很少有人会认为二氧化碳与此有关。但意大利国家地球物理和火山学研究所的地质学家们马上就开始了调查。
2009年拉奎拉地震震中附近的泉水中，二氧化碳到达地表
拉奎拉地震发生后，研究所的一个团队立即开始测量附近泉水中冒出的二氧化碳，希望能检测出除了板块构造外，还有哪些地球板块过程可能引发了地震冲击。
他们持续对泉水进行采样，直到2018年，将源自地下深处的二氧化碳溶解气体脉冲与地震活动记录进行比较。在那段时间里，还有两次大地震会震撼该地区。
拉奎拉位于贯穿意大利半岛的亚平宁山脉之中。在罗马东北部的拉奎拉下面，有两个地下水蓄水层，它们流入地表泉水。研究人员可以在这里测量从地下释放的二氧化碳。
之前在亚平宁山脉和其它地方已经测量到了地震带中二氧化碳的排出量，例如，在横穿埃塞俄比亚到莫桑比克的东非裂缝沿线的一些地点。
但这项长达十年的地球化学调查首次揭示了地震与埋藏在地下的二氧化碳之间的关系，这些二氧化碳随着时间的推移通过泉水和喷口沿着断层线逸出。它显示了二氧化碳在地下的力量有多大，并可能支持对未来地震的预测。
当亚平宁山脉下的构造板块磨合时，埋藏的二氧化碳开始上升，加热并熔化了它们所构成的碳酸盐岩，并释放出其中储存的二氧化碳。这些气体稳定地积聚在地下约10至15公里的储层中，并在上到地表时在地下水盆地中溶解。
研究人员在2009年至2018年期间测量了拉奎拉周围36个泉水中的碳含量，展示了这一过程如何与地震活动保持一致。
研究人员认为，过去十年的亚平宁地震显然与深层衍生的二氧化碳的上升有关。
随着时间的推移，泉水中溶解的深层二氧化碳数量与地震的次数和强度同步上升和下降。排放量在大地震和强烈地震活动时期达到顶峰，然后随着地震及其余震能量的减少而下降。
尽管还不能说二氧化碳的上升引起了地震，这些排放似乎只是地震的后遗症。不过，研究人员确实认为二氧化碳正在不断地从很深的地方上升，随着压力的增大，削弱了地壳裂缝。
监测泉水中的二氧化碳源和溶解碳
他们还有一种推测，即，地震的第一次震动可能会导致更多的气体从深层的二氧化碳储层中突然释放出来，就像你摇起一瓶气泡饮料后看到的气泡爆裂一样，并引发更多的余震。
从他们的测量结果来看，研究人员目前可以估算出亚平宁半岛这部分地区的构造活动在十年内排出的二氧化碳总量。这和火山爆发时排放到大气中的二氧化碳量差不多 ，相当于35万辆汽车一年所排放的碳排放量。
这项研究表明，相当数量的二氧化碳从地壳的断层中被释放出来，其中大部分都没有被发现。不过，在我们地球未来气候悬而未决的情况下，这个来源是我们应该将其纳入碳预算的因素。
对构造活跃地区地下水的研究将是一个强有力的工具，可以更好地估计构造性二氧化碳排放到大气中的全球预算。
科学家计划在亚平宁山脉安装一个监测系统，以帮助进一步分析，并测试二氧化碳的上升是否可能警告地震活动。
该团队表示："我们希望对泉水的连续监测，它是跟踪地层深处产生的二氧化碳排放的最佳方式，这可以更好地了解这种气体与地震性的因果关系。"
《科学进展》发表这项研究。
