Science 版 (精华区)

发信人: emacs (被淹死的鱼), 信区: Science
标  题: 《新疆域》大裂缝
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年06月15日15:55:24 星期六), 站内信件


                           大裂缝

    美国历史上最强烈的地震发生于1812年2月7日。地震不是在加利
福尼亚，而是在密西西比河，即现今密苏里州新马德里附近。地震毁
掉了15万英亩（译者注：英亩，英制面积单位。1英亩约合4046.86平
方米）的森林，在许多地方改变了密西西比河的河道，淹没了几个沼
泽，并且形成了一些湖泊。甚至远在波士顿都可以感受到震动。

    当时北美大部分地区无人居住，就我们所知，无人伤亡，甚至个
人财产也没有受到任何损坏。因此这次地震在人们的记忆中逐渐消失
了。

    1906年的旧金山地震与此相比虽然微不足道，但它却摧毁了一个
城市，不仅夺去了500人的生命，而且直接由地震和震后大火所造成的
损失约达6000万美元。这次地震也因此成为同类灾难中最广为人知的
一次，成为美国历史中最可怕的一幕。

    太平洋板块和北美板块之间的界线是地壳内的一条巨大的裂缝，
它被称为“圣安德烈亚斯断层”，从旧金山延伸到洛杉矶，穿过加利
福尼亚的西部。太平洋板块缓慢的逆时针旋转导致加利福尼亚西部边
缘相对于这个州的其他部分向北移动。

    如果这个断层的表面光滑，加利福尼亚西部边缘将会以每年1英寸
的微量向北滑动。除非用精密的仪器，否则该运动难以被察觉到，并
且肯定不会干扰人们的生活。然而，实际情况并不是这样。

    两个板块的边缘沿一条非常不规则的岩石圈界面在巨大的压力下
拼在一起。一个边缘与另一边缘之间的摩擦力非常大，即使太平洋板
块不断施加力量使其旋转，它们依然结合在一起（这类似于打开一个
被拧得非常紧的瓶盖。你不断用力拧盖，瓶子发出吱吱咔咔的响声，
直到摩擦力最后被克服，盖子被猛然拧动）。

    以同样的方式，太平洋板块的扭动不可阻挡地对圣安德烈亚斯断
层施加越来越大的压力，一直到断层的某处突然活动。1906年在旧金
山附近，圣安德烈亚斯断层在仅仅数分钟内就移动了20英尺。当不规
则的边界相对于另一边界向前蹦跃式地移动时，这种抖动便引起我们
称之为地震的巨大震动。除大陨石撞击外，没有其他任何形式的自然
灾难在非常短的时间内可以夺走那样多的生命并造成如此大的破坏，
时间之短仅相当于运动的板块边缘突然向前颤动了一下。

    断层上的压力一旦释放，这种突发性的运动也就停止了。压力又
开始缓慢地重新聚集，也许需要数十年的时间，压力才可以聚集到形
成另一次大地震的程度。

    虽然大地震比较少，但沿断层（圣安德烈亚斯断层虽然非常有名，
但它仅是许多断层中的一个）经常有小的调整。调整的结果导致频繁
发生但基本不具破坏性的小地震。这些小地震甚至是有益的，因为它
们可以释放部分应力，使一个不可避免的大地震向后延期。当然，科
学家们想尽可能多地了解断层的运动，以便预报地震，让人们转移到
安全的地区并保护他们的财产。

    例如，圣安德烈亚斯断层在不断的小的调整过程中应该释放部分
能量。它们把摩擦转变为热，并且把热释放到周围环境中去。20年来，
科学家们一直在测量由断层释放出来的热量，发现它总是徘徊在预测
量的10%～20%之间。

    科学家们已经测量了地球表面或靠近表面的热值，大多数热很可
能是由表面以下1～2英里深处释放出来的，因为大裂缝通向深部。由
于这种原因，1986年末，科学家在洛杉矶东北部距圣安德烈亚斯断层
2英里多一点的地方钻了一口超过3英里深的井。

    科学家们期待着用仪器在井的底部测量出他们所预测的高温。表
面热值为什么非常低的问题也会由此得到解释，或许科学家们会发现
在井底测出的热值和地表的热值一样低。在这种情况下，问题将是为
什么仅有这么少量的热和这么少的能量，而圣安德烈亚斯断层却能形
成巨大的地震。无论怎样，要回答这些问题就必须更多地了解地震和
用更好的仪器去预测它们的发生。


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