加利福尼亞州洛杉磯地區(qū)出現(xiàn)了一些跡象,顯示一次強烈地震可能正在逼近。圣安德烈亞斯斷層沿線的構造應力正在增加。
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從北方駕車前往洛杉磯的人,必然要穿越幾道山脈。通往這座“天使之城”的公路,會在特哈查皮山脈翻越海拔1200米的特洪山口。若從東面的拉斯維加斯出發(fā),則要在莫哈韋沙漠穿過海拔大致相當?shù)目ê樯娇凇?/p>
每天有無數(shù)車輛經(jīng)過這兩處山口,但很少有人意識到,南加州最重要、也可能最危險的地震節(jié)點就隱藏在腳下。特洪山口是圣安德烈亞斯斷層與加洛克斷層的交匯處;而在東南方向150公里外的卡洪山口,圣安德烈亞斯斷層與活躍的圣哈辛托斷層相接。
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一個由瑞士和美國研究人員組成的團隊近日對南加州這些斷裂帶的地震歷史進行了建模,發(fā)現(xiàn)過去幾個世紀里,這兩個節(jié)點上的構造應力一直在持續(xù)積累。這被視為一個信號,意味著當?shù)卦诳深A見的未來可能發(fā)生強烈地震。
美國西海岸的地質格局,主要受兩塊地殼板塊運動支配。太平洋板塊與北美板塊在這里彼此擦過,同時又相互卡住。相對于北美板塊,太平洋板塊正以每年約5厘米的速度向北偏西方向移動。
通常人們認為,圣安德烈亞斯斷層就是這兩大板塊的邊界,但實際情況并非一條清晰的斷裂線。兩塊板塊的相對運動,實際上分散在一片寬度有時可達數(shù)十公里的區(qū)域內,巖石都可能在其中破裂。比如在舊金山一帶,圣安德烈亞斯斷層至少分裂成3條彼此平行的斷裂帶,每一條都可能形成自己的震源。
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山口地帶的地震節(jié)點,在大洛杉磯地區(qū),板塊邊界同樣不是一條清晰的線,而是一片由多條單獨斷層組成的寬闊破裂帶。圣安德烈亞斯斷層在這里繞過洛杉磯盆地,繼續(xù)向東北方向延伸。
因此,這一地區(qū)頻繁發(fā)生的地震,往往出現(xiàn)在支斷層上。但這些支斷層在構造危險性上并不遜于圣安德烈亞斯斷層,卡洪山口的地震節(jié)點尤其如此。圣哈辛托斷層正是在這里從圣安德烈亞斯地震帶分出,而這兩條斷裂都一再發(fā)生強震。
伯爾尼大學莉莉安娜·布爾克哈德領導的研究團隊,匯總了南加州過去1000年間的全部地震記錄。他們發(fā)現(xiàn),其中有20多次地震造成了嚴重破壞,并在地表留下斷裂。隨后,地球科學家將這些地震事件分別歸入不同斷層,并計算了這些斷裂線上的機械應力。
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1000年的地震歷史,布爾克哈德和同事在《地球物理研究雜志》上寫道,自1857年南加州上一次大地震以來,卡洪山口這一地震節(jié)點區(qū)域已經(jīng)積累了特別強的地震應力。如今,這一應力水平已達到過去1000年來的最高值。
研究人員還發(fā)現(xiàn)了一個此前很少受到重視的現(xiàn)象。幾十年來,地震學家一直認為,一次地震只會沿著一條斷層使巖石破裂,斷層長度則主要決定地震強度。至于破裂過程從一條斷層跳到另一條斷層,并因此引發(fā)更強烈震動的情況,此前只在少數(shù)案例中被發(fā)現(xiàn)。
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但布爾克哈德團隊在整理資料時發(fā)現(xiàn),這種罕見現(xiàn)象恰恰會在卡洪山口出現(xiàn)。過去,這里曾多次發(fā)生地震從圣安德烈亞斯斷層蔓延至圣哈辛托斷層,并在后者上觸發(fā)大規(guī)模破裂。
研究人員因此推測,這類地震節(jié)點就像地震破裂擴展的“閘門”。如果一條斷層上積累的應力,與分支斷層上的應力差異很大,地震就不會跨過去;但如果兩條斷層上的應力水平相近,震動就很可能從一條斷層蔓延到另一條斷層。
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按照最新計算,卡洪山口這兩條斷層目前承受著相近且都很高的應力。一旦其中一條發(fā)生地震,這道“閘門”就會打開,破裂將沿兩條斷層同時擴展。不過,盡管這一假說可以用來計算該地區(qū)顯著升高的地震風險,研究人員仍無法預測這種大規(guī)模破裂發(fā)生的具體時間和震級。
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