地震会“跳远” 新发现有望改变地震预测模型

凯库拉地震将怀帕帕湾珊瑚礁抬高了几米。资料来源：安德鲁·斯宾塞

凯库拉地震表明，科学家低估了看似独立的断层滑动的可能性，或错误判断了地震可能造成的危害。这些断层的滑动可能使地震更强烈。“我们认为我们应该保持警惕。”美国地质调查局地震学家、加利福尼亚地震灾害模型团队负责人奈德·菲尔德说。基于此，研究小组最近提高了美国发生强震的可能性。

“长期以来，人们一直认为，如果断层带之间的距离为5km，将阻止断层扩展。”新西兰地质与核科学研究所的测地学家伊恩·哈姆林说，“最大的冲击主要来自事件本身的复杂性。我认为世界上没有任何地震风险预测模型以前考虑过这种可能性，即一些断层之间明显的断层跳变。”

根据实地考察、地震数据、GPS测量和卫星雷达图像，哈姆林及其同事发现新西兰地震造成的地表裂缝非常松散，有些甚至相距15公里。由于地震震级与断层破裂长度直接相关，因此新西兰的地震震级明显大于未跳过断层的断层造成的震级。

这种现象不仅会增加潜在地震的最大震级，还会改变大地震的概率：一旦更多断层同时活动，就会有更多方法整合大地震，从而增加其发生的可能性。此外，菲尔德说，这也意味着桥梁和摩天大楼将面临更高的风险，它们更容易受到大地震中长时间释放的地震波的影响。

加州正在率先展示应对这些更大、更复杂地震的方法。该州上一次地震预报发生在2015年。菲尔德及其同事发布的模型准确地描述了断层分段原则，首次涵盖了多个独立断层带同时断裂的可能性。菲尔德说，尽管第一次模拟考试仍然需要5公里的时间来打破故障，但它连接了该州的大多数故障。

这些变化将使加州在未来30年内发生8级或以上地震的概率从4.7%增加到7%。然而，由于断层系统只能释放与板块间摩擦一致的能量，大地震频率的增加意味着产生小地震的能量不多。例如，加利福尼亚州发生6.7级左右地震的概率降低了30%，这比以前的模型更接近历史记录。

“这离真正再现故障交互更近了一步。”菲尔德说。目前，新模型已被用于更新国家地震灾害图，以便为建筑物和其他重要设施的设计提供信息。

目前，科学家仍在研究15公里外凯库拉地震中看似无关的断层。哈姆林的团队推断出了地表附近以前没有在地图上标出的断层，这有助于在这些缝隙上“架起桥梁”，表明隐藏的断层也可能是未知的风险源。

然而，加州理工学院地质学家Jean-Philippe avouac表示，同时发生的断层甚至可能不需要物理连接。一种可能的解释是，断层带产生的地震波有足够的能量触发远处断层带的滑动，这一过程也被称为动态触发。“我不确定我是否需要真正的联系。”阿沃阿说。

无论如何，这篇论文的合著者、新西兰地质与核科学研究所的地震地质学家凯特·克拉克说，新西兰地震不仅会影响未来的地震模型，还会改变科学家对过去地震的理解。克拉克寻找了以往地震引起的海岸隆起的地质记录，这些地震不太可能由断层带中的断层一次一个地引起。“我们可能误解了之前关于沿海地区上升的一些记录，并可能过度简化了过去地震的‘情节’。”（唐一晨编）回到光明网主页。通用域名格式