美国地质调查局的地震常见问答

美国地质调查局(USGS)成立于1879年,旨在为描述和理解地球提供可靠的科学信息,尽可能减少自然灾害带来的生命和财产损失,以及管理水、生物、能源和矿产资源。USGS维护着一个地震实时监控网络,并提供地震的相关知识和常见问答。这里,果壳网节选编译了部分FAQ。

地震预报被称为地震学中的“圣杯”,也是地震学研究的终极目的之一。

地震是什么?为何会有地震?

地震来自岩石破裂处的突然滑动。

地壳由许多板块构成,这些板块始终在缓慢移动,但是在交界处附近,因为摩擦力的作用它们会卡住。当这些交界处积攒的应力超过摩擦力的时候,就会发生突然运动,并产生地震。释放的能量以地震波的形式传播开来,让我们感受到震动。

真正意义上的现代地震学诞生于1906年美国旧金山大地震之后,到了1930年代有了相当的发展,如里克特提出量度地震大小的里氏震级。这个时候的地震预报,基本还是民间术士的职能,多援引神学或传说中的大灾难,来预言毁灭性的地震,本世纪的好莱坞电影《2012》还带有它的影子。但到了1960年代,相继发生了智利9.5级、阿拉斯加9.2级大地震以及河北邢台大地震,对社会各界造成了极大的震撼。而且,这个时候地震学已经发展了多年,积累了相当多的资料,加上盲目的信心膨胀,进而认为可以向地震预报这个“堡垒”进攻了。于是,美国、日本等国相继制定了各自的地震预报计划,中国如火如荼地展开了地震预报的“人民战争”,此后苏联、欧洲各国也先后参与进来。但十多年以后,大家发现地震预测基本没获得什么成果,只有中国误打误撞预报了一个海城地震,而且仅一年后,唐山大地震又将这一神话击得粉碎。到了上世纪七八十年代之交,毫无进展的地震预报事业就陷入了僵局。这个时候,一个位于美国加州南部的小镇,帕克菲尔德,吸引了地震学家的目光。

地震能预报吗?

不能。无论是美国地质调查局还是任何其他科学家,都从来没有成功预报过一次大地震。我们不知道怎么预报,也不认为在可预见的将来里我们会知道。但是,基于科学数据,我们能够计算出可能的未来地震的概率。比如,科学家认为在接下来的30年里,旧金山湾区发生一次大地震的概率是67%;而南加州发生一次大地震的概率是60%。美国地质调查局的工作重心是在长期内降低地震的危害,而不是试图去做短期的预测。

帕克菲尔德位于美国加利福尼亚州南部,著名的圣·安德烈斯断层从此经过。这条断层是太平洋板块和北美板块的分界,太平洋板块相对于北美板块向北滑移,每年可达35毫米,是地球上地震活动最活跃的地区之一。

为什么地震这么频繁?地震活动是不是变得越来越多?这是否意味着将会有一场大地震来袭?还是意味着接下来不会有大地震?

地震活动短暂的增多或者减少是地震频率正常波动的一部分。无论是全球范围内的增多还是减少,都不是大地震将要来袭的迹象。

全美地震情报中心(NEIC)现在每年定位到大概20000起地震,或者说平均一天55起。随着通信技术的进步和对自然灾害的关注度增加,公众现今对于地震的了解比以往要迅速很多。

根据我们的长期观测记录(自1900年开始),我们预计在任何一年当中都会有大概16场大地震,其中包括15场7级的地震和一场8.0级以上的地震。从1973年到2011年的38年里,我们的记录显示只有其中的8年大地震的次数超过了长期观测的平均数据:1976年、1990年、1995年、1999年、2007年、2009年、2010年和2011年。

澳门太阳集团2018网站,大地震总数最多的年份是2010年,总共有24起地震大于或等于7.0级。另外一些年份里,总数远低于16场这个长期观测的平均值:1989年只有6起,而1988年则只有7起。

澳门太阳集团2018网站 1帕克菲尔德的位置。图中红线为圣·安德列斯断层,太平洋板块和北美板块的分界。两板块间相互滑动的方向如图中单箭头所示。

人类能引发地震吗?能阻止地震吗?

人类活动能通过很多方式引发地震。水库蓄水,地表和地下开矿,从地下抽走液体和气体,向地下注入液体,都会引发地震。虽然绝大多数人类引发的地震很小,几乎没有危险,但过去的确曾有过更大的人为因素地震的案例。

只要减小或者停止引发地震的人类活动,人为因素地震也自然会消失。比如,科罗拉多、俄亥俄和阿肯萨州都有深井废水处理引发地震的案例,但在注水停止后这些地震也就消失了。

我们无法阻止自然发生的地震。但是,寻找地震的原因,建造更安全的建筑,提供地震安全知识教育,这些都能极大减小地震的危害。

到了1970年代末,地震学家注意到一个非常有意思的现象。从1857年以来,这里每隔22年就会发生一次6级左右的地震。到1980年,这里已经发生过6次地震,最后一次是1966年。那么,下一次会在哪一年?1988年?

能用制造许多小地震的办法来预防大地震吗?能用水或者其他物质去“润滑”断层吗?

每一场6级地震,释放的能量等于32场5级的地震,1000场4级的地震,32000场3级的地震,诸如此类。所以,虽然我们观测到的小地震要比大地震多得多,但这些地震释放的能量永远不够“抵消”大地震。

至于润滑,我们知道向地壳里注入高压液体,可能会让原本会发生的地震更早到来。但是,在有人居住的地方这样做是十分危险的——因为你很可能触发一场有破坏力的地震。

澳门太阳集团2018网站 2帕克菲尔德的地震序列。自1852年以来,这里每隔大约22年就发生一场6级左右的地震。只有1922年地震以后,仅12年后的1934年就再次发生地震。但下一次地震是在1966年,平均周期还是22年。
图片来自参考资料3

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