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翻译|加利福尼亚正处于异常的地震“旱季”,将何时结束?

 陆新征课题组 2021-02-21

加利福尼亚正处于异常的地震“旱季”,将何时结束?

原文发布于

https://www./local/lanow/la-me-ln-earthquake-drought-storm-20190402-story.html

By Rong-Gong Lin II | APR. 03, 2019, 10:45 AM

赵鹏举 译

1994年北岭地震后,好莱坞附近的Ara的糕点店周围遍地瓦砾。(Rene Macura/美联社)

加利福尼亚处于地震“旱季”。

自纳帕县遭受了最后一次6级以上的地震以来,已经过去将近5年了。南加州在2010年复活节周日遭受了最后一次大地震,震中实际上在墨西哥境内,最大的破坏在墨西卡利。

专家们知道,这段地震平静期终将随着破坏性的结果结束。只是他们不知道这种已经被资料充分记录的地质模式何时会发生变化。

美国地质调查局(U.S. Geological Survey)的地震学家Elizabeth Cochran说:“地震频率变化很大:我们已经有10年或20年的时间没有发生过许多地震,人们期望加州总是这样。”但最终,“我们将会看到地震率发生显著变化。”

科学家们一直在对加州的地震危险作出警告,可能是圣安德烈亚斯断层的大地震,也可能是海沃德或新港—英格伍德断层等不太为人所知的断层引发的灾难。

发出紧急警报的一个原因是:对许多城市地区而言,有关真实的破坏性地震的记忆已经淡去。因此,一些人担心,推动抗震安全的紧迫性也已逐渐消退。

专家表示,加州忽视这些现实将会自食其果。

“在过去100年里,沿着主板块边界断层发生的地震较少。”圣地亚哥州的古地震学家Tom Rockwell说,“在某些时候,这将发生改变。我们将会遭受一些大地震。”

想想看,仅考虑6级或6级以上地震的话,加州有多么平静:

自1969年3月1日以来,发生在加利福尼亚州和该州海岸或边境30英里范围内的地震。(Jon Schleuss /洛杉矶时报)

  • 在过去的25年里,全州共发生了11个这样的地震。在上一个25年中,发生了32次。

  • 在过去的25年里,有三次这样的地震袭击了加州10个最南端的县。在上一个25年里,有九次这样的地震,包括1971年的西尔马地震(6.6级)和1994年的北岭地震(6.7级)。

  • 较大些的旧金山湾区尤其平静。自1906年大地震摧毁了旧金山的大部分地区以来,只发生过3次6级或6级以上的地震。但据地球物理学家Ross Stein说,在那场大灾难发生前的75年里,发生了14次6级或6级以上的地震。

地震必定会在某一时刻发生,以减轻巨大的板块构造力,这种构造力将西北部的一部分推向阿拉斯加,而其余的东南部则推向墨西哥。Rockwell说,平均来看,沿着位于蒙多西诺县竞技场岬(Point Arena)和墨西哥边境之间730英里的圣安德烈亚斯断层系统,每个世纪大约有12英尺的运动。但在最近的一个世纪内,太平洋和北美板块之间断层的主要边界没有明显的变化(除了贯穿圣贝尼托和蒙特利县人口稀少地区的90英里长的那部分)。

有些时期“表面上风平浪静,一段时间内不会发生地震,但在地壳中储存了大量应变,”南加州大学地球物理学教授Tom Jordan说。“一旦它开始爆发,它就像一组多米诺骨牌。如果地壳中存储了足够多的应变能量,可能会发生多次地震,因为距离上次地震发生已经有很长时间了。”

自1969年3月1日以来,发生在加利福尼亚州和该州海岸或边境30英里范围内的地震。(Jon Schleuss /洛杉矶时报)

地震活跃期何时到来还很难说。一些人曾认为,1989年的洛玛普雷塔6.9级地震标志着旧金山湾区几十年的地震平静期的结束,那场地震造成63人死亡。但事实却与之相悖,除了2014年的纳帕地震之外,并没有出现过大地震。

科学家们特别关注的是加利福尼亚的几个断层上缺乏大型的地震活动,这些断层——圣安德烈亚斯,圣哈辛托和海沃德,作为断层群在板块边界造成了最频繁的地震。它们被认为是最有可能给人类带来灾难的断层。

但它们一直非常平静。美国地质调查局周三在《地震研究快报》(earthquake mological Research Letters)杂志上发表的一篇分析报告发现,1919年至2018年之间的这个世纪,极有可能是过去1000年里仅有的一个世纪,在这100年里,没有发生过足以在这三个断层上造成地面断裂的强烈地震。

通常,这些断层处每100年大约会发生三到四次大地震。

“下个世纪不太可能像过去的100年那样平静,这是难以避免的。”这项研究的主要作者,美国地质勘探局地震学家Glenn Biasi说。

相比之下,19世纪是一个地震更活跃的时期。那个世纪在这三个断层上经历了六次大地震;在1800年到1918年之间,有八次。这些断层平均每16年就会发生一次大地震。

多年来,地震学家一直在讨论加州特大地震中的间断现象,他们认为,在两次毁灭性地震之间间隔100年的可能性不大。“有人忘了付地震帐单吗?”这是加州大学洛杉矶分校地球物理学家David Jackson在2014年美国地震学会会议上的演讲题目。

科学家们关注的是沿着主板块边界发生的真正意义上造成地面断裂的地震,因为正是它们实际上起到了释放几个世纪以来累积的构造应力的作用。一个著名的地面断裂的例子是1906年的大地震,那次地震摧毁了旧金山的大部分地区;在马林县的雷斯岬,一道与断层相交的栅栏突然被一分为二,两边被圣安德烈亚斯山脉扯离了18英尺。

有些地震不能起到释放构造应力的作用。据美国地质调查局研究地质学家、美国地质调查局这项研究的共同作者Kate Scharer说,1989年发生在圣安德烈亚斯断层附近的6.9级洛玛普雷塔地震,实际上是发生在邻近的亚平行断层上。Biasi说,1992年兰德斯和1999年赫克托尔矿的地震造成了地面断裂,但没有在主板块边界造成地面断裂。

根据最近的记录,加州发生了更多的小型的地震风暴。

加州理工的地震学家Egill Hauksson说,现在回过头来看,80年代和90年代的地震风暴更加清晰。它始于1987年惠特尔海峡地震(5.9级),造成8人死亡;接着发生的是1988年帕萨迪纳地震(4.9级);1989年的蒙特贝罗地震(4.4级);1990年的阿普兰地震(5.2级);1991年的马德雷山脉地震(5.8级)导致了一名妇女死亡;在1994年以北岭地震告终,导致了至少57人死亡。

据地球物理学家Ross Stein称,在1906年旧金山大地震之前的75年里,湾区发生了14次6级或6级以上的地震。自1906年以来,只发生了三次。(Temblor.net地球物理学家Ross Stein)

19世纪发生了更为严重的地震活动。圣胡安—卡皮斯特拉诺教区在短短十几年内遭受了两次地震的冲击和破坏,两次地震都超过了7级。

第一次地震是1800年,发生在特梅库拉以东的圣哈辛托断层。然后,1812年,圣安德烈亚斯断层和圣哈辛托断层的移动,穿过了如今的圣贝纳迪诺、里阿尔托、洛玛林达、尤凯帕和阿普兰等城市,摧毁了教区的巨石教堂,造成教堂内40多人死亡。

如果这些地震今天再次发生,“内陆地区将受到强烈影响”,Scharer说。

还有其他频繁发生大地震的例子。例如,据Scharer说,在16世纪,圣安德烈亚斯断层可能在30年内沿着格雷普韦恩发生了三次大地震。据Rockwell说,在过去的1000年里,在圣安德烈亚斯断层系统最南端100英里处,经历了三个地震活动增加的时期——900至1100年、1200至1400年、1600至1800年。在过去的219年里,这一地区相对平静。

“如果这种模式持续下去,我们很可能会进入一个新的地震活跃时期,”Rockwell说。

土耳其展示了一个地区如何在持续数代人的时间内遭受高于平均水平的地震的影响。Temblor.net的首席执行官、曾在美国地质调查局(USGS)担任地球物理学家的Stein说,1939年发生的一次地震是北安纳托利亚断层发生的11次大地震的开端,这些地震持续了至少60年,总体上向西部的伊斯坦布尔移动。Stein曾撰写过大量关于土耳其地震的文章。

有时大地震之间存在30年的间隔;有时,却只隔了1年。

最近的一次灾难性地震是7.4级,造成了17000多人死亡。1999年的那场地震袭击了工业中心地带和人口密集地区。人们担心伊斯坦布尔将是下一个。

“自1999年伊兹米特地震以来,伊斯坦布尔一直有点紧张。他们有一个早期预警系统。他们已经完成了数十亿美元的基础设施升级......对于这样一个拥有大量脆弱建筑而且非常古老的城市来说,这是一项很好的工作,” Stein说。

尽管伊斯坦布尔可能对未来的一场大地震一直处于警戒状态,许多加州人却缺乏经验。

加州上一次经历如7.8级地震这样的大地震分别是在1857年的南加州和1906年的北加州。今天活着的人都没有亲身经历过金州(Golden State,加州别名)发生的那种地震。

例如,1994年发生在北岭的6.7级地震仅严重破坏了洛杉矶县的一小部分地区,与圣安德烈亚斯断层发生的7.8级地震相比,这次地震就相形见绌了。如果圣安德烈亚斯断层再次发生7.8级地震,将产生比1994年北岭地震多45倍的震动能量,这一设想的情景不仅会给洛杉矶县的大部分地区带来强烈的震动,还会给其他五个地区带来强烈的震动:克恩、奥兰治、里弗赛德、圣贝纳迪诺和文图拉。

北岭6.7级地震仅在洛杉矶县的一部分地区造成了严重或剧烈的震动(以橙色或红色显示)。(美国地质调查局)

与1994年北岭地震相比,一场设想未来发生在南加州圣安德烈亚斯断层的7.8级大地震将在更大的地理区域产生严重或剧烈的震动,这会影响六个县。(美国地质调查局)

加州地质调查局(California Geological Survey)高级工程地质学家Tim Dawson表示:“如果我们在过去50年里,像1906年以前那样频繁地发生地震,人们就会对地震所能造成的后果更加了解,也会对地震防范更加感兴趣。”

地震发生频率的突然增加会使恢复工作变得困难。

新西兰南岛已经经历了16年的地震活动增强,即使在2011年克赖斯特彻奇发生6.3级地震,造成185人死亡,许多建筑倒塌之后,地震活动增强的现象仍未结束。

2011年2月22日的地震发生四个月后,克莱斯特彻奇东南部发生6级地震;在半年后的同一天又发生了5.8级和5.9级的两场地震。在2016年情人节发生了5.7级地震。新西兰地震监测机构GNS Science的首席地震学家Matt Gerstenberger说:“这绝对是余震频发的地区。”

持续不断的地震对人们的心理健康和社会健康造成了重大影响。“类似PTSD(创伤后应激障碍)的病症开始在人群中出现,”Sara McBride说。“这是一个对你无法控制的事情的不断提醒。”

专家表示,加州人对新的地震时代的到来做好心理准备是非常重要的。

这意味着不仅要有应急计划和物资供应,McBride说,他现在是USGS地震早期预警系统的社会科学家,还要在心理上明白这意味着什么——不仅仅是把手电筒和鞋子放在床边,举个例子,您还要理解这将意味着处理地板上的碎玻璃和可能持续数周或更长时间的停电,并为您的家人如何度过难关做计划。

McBride说:“如果我们接受地球会比平常更活跃这一事实......这是一个自然过程,”并设想你可能做出的反应,“这会让你有一种心理准备。”

加利福尼亚州最令人担忧的三个断层曾发生的强烈地震:

1800年,圣哈辛托断层,7.2级:在圣迭戈和圣胡安—卡皮斯特拉诺教区造成了墙壁损坏

1812年,圣安德烈亚斯南部和圣哈辛托断层部分地,7.5级:摧毁了圣胡安—卡皮斯特拉诺教区的巨石教堂,造成40多人死亡

1838年,圣安德烈亚斯北部断层,7.4级:根据从旧金山到圣克拉拉的破坏报告,断层可能在旧金山以南的伍德赛德半岛到沃森维尔之间断裂

1857年,圣安德烈亚斯南部断层,7.8级:从最南端蒙特利县到圣贝纳迪诺县的卡洪帕斯发生断裂;从蒙特利县到洛杉矶县都有损坏报告

1868年,海沃德断层,7.0级:30人死亡,造成湾区35万美元的财产损失

1890年,圣安德烈亚斯北部断层,6.8级:沃特森维尔以东;据报道,圣贝尼托县和圣克鲁斯县受到破坏

1906年,圣安德烈亚斯北部断层,7.8级:旧金山大地震;圣安德烈亚斯断层中的很长一段(从门多西诺县到圣贝尼托县)产生了震动波。专家估计,地震直接或间接造成3000多人死亡

1918年,圣哈辛托断层,6.5级:河滨县赫梅特东南方发生断裂

资料来源:美国地质调查局,加州地质调查局

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