石頭+玲子

生活于裂縫帶上

在美國加利福尼亞州，有一條長長的裂縫，從南部的薩爾頓海綿延至北部的門多西諾角，全長約1287千米，穿過了葡萄園、地鐵站、輸電線以及輸水管道。上百萬的人就在這條狹縫沿線工作、生活，許多人每天都會跨越這條地理縫隙（有大約966條道路跨越裂縫）。那里的人們對于這條看似平靜的裂縫習(xí)以為常，大多數(shù)人都不會意識到這里能產(chǎn)生什么危險。但是這條裂縫——圣安德烈亞斯斷層，一旦躁動起來，可能會摧毀眾多生命，給美國國民經(jīng)濟(jì)造成重創(chuàng)。

美國地質(zhì)調(diào)查局通過模擬實驗發(fā)現(xiàn)，圣安德烈亞斯斷層沿線如果發(fā)生大地震，或?qū)⒃斐杉s1800人死亡，致傷約5.5萬人，大約會造成2億美元的損失。而加利福尼亞州想要從這種程度的地震中恢復(fù)過來，可能需要近10年的時間。

雖然未來這里的地理變化充滿了未知性，不過值得慶幸的是，穿越斷層的建筑物和公共設(shè)施在建設(shè)和維護(hù)的過程中都考慮到了抗震需求，在過去的幾十年中地質(zhì)學(xué)家也密切關(guān)注這里的地理活動，在各方面因素的共同協(xié)調(diào)下，生活在斷層附近的人們能夠在災(zāi)難真正發(fā)生前做好充足的準(zhǔn)備。

斷層帶來的麻煩

巖石圈是地球的表層，薄而堅硬。巖石圈包含部分上部地幔和地殼，地殼在地幔之上。根據(jù)板塊構(gòu)造學(xué)說，巖石圈并非整體一塊，而是由許多板塊組成。全球分為六大板塊，大致上與地球上的大陸和次大陸在形狀上相對應(yīng)。

圣安德烈亞斯斷層是太平洋板塊和北美板塊的邊界。在加利福尼亞，太平洋板塊和北美板塊沿著斷層互相摩擦，隨時會出現(xiàn)移動，就像你在擁擠的房間里可能會因為他人推擠而改變位置一樣。

在一個理想化的條件下，這一運動將更容易發(fā)生。不過，因為斷層覆蓋了很大一片區(qū)域，而斷層的各個部分并非在同一時間移動。所以，盡管在斷層中部地區(qū)，出現(xiàn)錯裂移動的現(xiàn)象，但是還有一部分?jǐn)鄬訁^(qū)域就像卡住了一樣，并沒有順利出現(xiàn)位置上的相對移動。在斷層北部和南部，這樣的極端情況有些棘手。當(dāng)兩邊的地層卡住，或者被擠在一起，那么就會產(chǎn)生真正的災(zāi)難。

災(zāi)難隨時會降臨

諸如《超人》或者《末日崩塌》這樣一些災(zāi)難電影把圣安德烈亞斯斷層引發(fā)災(zāi)難性大地震的氛圍渲染得就像隨時都會發(fā)生，但在真實世界里，即便經(jīng)歷最嚴(yán)重的地震災(zāi)害，加利福尼亞州也不會像電影場景那樣恐怖，更不會因此沉入深海。

在歷史上這一區(qū)域確實曾經(jīng)發(fā)生過災(zāi)難。1906年，斷層北部的舊金山就發(fā)生過可怕的地震災(zāi)難，在斷層處出現(xiàn)了綿延482千米的裂縫，地震還導(dǎo)致火災(zāi)，建筑倒塌，成千上萬的人在災(zāi)難中受傷，造成近3000人死亡。與此同時，斷層的其他區(qū)域，比如洛杉磯南部的一些區(qū)域，自1690年后就沒再出現(xiàn)過大地震。

專家認(rèn)為，幾個世紀(jì)以來，在圣安德烈亞斯斷層積聚了許多能量，條件成熟就有可能爆發(fā)。而具體什么時候會迎來下一輪大地震，專家們也無從知曉。

近期研究表明，圣安德烈亞斯斷層最壞的情況會引起一次里氏震級8.3的大地震。這可能導(dǎo)致圣安德烈亞斯斷層從最南端一直裂到門多西諾角。由于斷層線蜿蜒曲折，這些部分就像緩沖帶，所以即便發(fā)生地震，實際上也很難達(dá)到估測的最大值8.3級。

即使震級不到8.3級，科學(xué)家仍舊十分擔(dān)心，沿著斷層南部出現(xiàn)活躍的裂縫仍將是災(zāi)難性的，因為沿線地區(qū)人口密集。1989年舊金山洛馬普列塔地震震級只有6.9級，卻造成了數(shù)十億美元的經(jīng)濟(jì)損失，地震中3000多人受傷，63人死亡。

目前，研究人員正在對圣安德烈亞斯斷層所處區(qū)域進(jìn)行勘察，力圖繪制出大型、細(xì)致的3D地理地圖。專家可以根據(jù)這些3D地圖來對斷層沿線發(fā)生地震的可能性進(jìn)行評估。

防患于未然

科學(xué)家可能不能預(yù)測地震會在何時何處發(fā)生，但是他們對即將到來的問題有越多了解，就越能事先計劃好越充分的應(yīng)對策略。2013年，洛杉磯市長埃里克·加希提公布了一項叫做“彈性設(shè)計方案”的計劃，試圖向市民說明一旦圣安德烈亞斯發(fā)生地震，城市將要面臨的巨大危險。在計劃方案中，道路和公用事業(yè)等城市命脈將享有優(yōu)先搶救權(quán)。

另外，我們可以借鑒歷史上地震的經(jīng)驗教訓(xùn)，以防患于未然。例如，2002年，阿拉斯加的迪納利斷層發(fā)生移動，引發(fā)里氏7.9級的地震，這是美國150年來內(nèi)陸地區(qū)發(fā)生的最大地震。而當(dāng)時貫穿阿拉斯加的輸油管道恰好跨越斷層線，該管道全長近1300千米，每天在阿拉斯加的凍土帶上輸送原油55萬桶，這帶來了有史以來最大的生態(tài)災(zāi)難。

后來重修的管道在設(shè)計中就充分考慮到管道需要適應(yīng)地球運動，所以即使2002年地震時地面滑移了5米多，輸油管道也沒有再發(fā)生破裂，避免了原油泄漏。為了降低斷層地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的危害，工程師特意將輸油管道的地面部分設(shè)計成“之”字形的彎折線路，使得管道具有一定的靈活性。管道本身也可以滑動，而不是被死死錨定在多年凍土上。部分管道架在垂直于管道的巨大鋼梁上，就像穿著聚四氟乙烯涂層的“溜冰鞋”。當(dāng)搖動的時候，管道的各個部分就像軌道上的火車車廂一樣，能夠在鋼梁上滑動一定幅度，減震不斷裂。

在加利福尼亞州，輸水管道和電網(wǎng)可以建設(shè)或者改造成像輸油管道那樣具有一定靈活性的結(jié)構(gòu)。此外，研究人員正努力探尋抗震建筑，使其在地震情況下可以來回晃動，減震抗震。傳統(tǒng)房屋都建立在一個下挖很深的地基之上，而這些抗震房屋建造在鋼材修筑的可滑動結(jié)構(gòu)上，就像穿越拉斯維加斯的輸油管道一樣，可以在震動的地面上進(jìn)行一定幅度的滑行，不會即刻破裂。

地震預(yù)警系統(tǒng)

未來，分散在加利福尼亞州南部區(qū)域多處設(shè)備構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)能夠監(jiān)測地震。這個地震檢測網(wǎng)能夠向外發(fā)出地震警報，讓相關(guān)部門能夠第一時間關(guān)閉故障管道，切斷電源，防止進(jìn)一步的公共設(shè)施損壞。甚至能夠第一時間發(fā)布警報，讓醫(yī)院的手術(shù)臺即刻轉(zhuǎn)移患者，減少因地震產(chǎn)生的醫(yī)療事故悲劇。

科學(xué)家已經(jīng)成功在加利福尼亞州設(shè)立了這樣一個地震網(wǎng)絡(luò)，但是需要裝設(shè)更多地震傳感器，更好地開發(fā)地震感測技術(shù)，才能夠讓這個地震網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮更有效的預(yù)測預(yù)警作用。

不過，這些技術(shù)的開發(fā)需要大量資金支持，要升級重建這樣的高科技地震檢測網(wǎng)絡(luò)并不容易。僅僅在加利福尼亞一個州，要建立一個真正強(qiáng)大的預(yù)警系統(tǒng)，建造成本就要花費大約為8000萬美元，而要建造覆蓋整個美國西海岸的龐大地震檢測網(wǎng)，耗資至少需要1.2億美元。事情得一步步來，2015年，奧巴馬總統(tǒng)承諾為此提供500萬美元。第一個傳感器現(xiàn)在已經(jīng)投入使用，用來為舊金山的大規(guī)模運輸系統(tǒng)提供及時預(yù)警，好讓列車在地震發(fā)生時能夠降低速度，減小損失。

要想知道加利福尼亞州未來會是個什么樣子，只需要看看日本。在日本，一旦地震發(fā)生，會得到即時警報，火車見到警示會立即停止，電梯會自動到達(dá)樓層開門讓乘坐的用戶離開，而當(dāng)?shù)氐娜藗円矔诘谝粫r間通過廣播、電視和手機(jī)接收到地震訊息。即便遇到最壞的情況，有了這種即時預(yù)警系統(tǒng)也能夠讓整個城市較快從災(zāi)難中恢復(fù)。