加州地震:美科學家發現預測大地震的新方法

2020-12-06 騰訊網

原創首發 | 時代周報（Timeweekly）

文 | 馬妮

在美國南加州7.1級地震後的新聞發布會上，「地震女王」露西·瓊斯(Lucy Jones)博士與加州理工學院、美國地質調查局的地震學家對他們的地震預警系統進行了測試。

發布會還在進行時，露西·瓊斯博士注意到了一個系統警報，稱即將發生地震。

「一場地震已經開始在主震的北部，也就是稍微偏西北的地方發生，」她說。

26秒後，電話響了，瓊斯預報的地震如期到來，強度是5.6級。

「就是這個。」

這只是瓊斯上萬次預報地震經驗的其中一次。

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誰是露西·瓊斯？

瓊斯在美國地質調查局工作了33年，根據她的網站。她是南加州第四代居民，1955年出生於聖莫尼卡。

她與中國的關係匪淺。1971年，露西·瓊斯畢業於中國臺灣的學校。後就讀於羅德島的布朗大學，1976年獲得中文文學學士學位，以優異成績畢業。1981年，瓊斯獲得麻省理工學院地球物理學博士學位。

露西·瓊斯在發布會上分析

1979年，她被選中成為第一個訪問中國的美國科學家。

1983年，瓊斯加入美國地質調查局，在加州理工學院擔任研究員。從那以後，她一直在美國地質調查局工作，擔任過許多職位。

瓊斯對地震的第一次記憶是在2歲的時候。當時洛杉磯北部發生地震，靠近她在文圖拉的家，露西的母親帕特麗夏·瓊斯帶著年幼的露西和哥哥姐姐來到走廊，用自己的身體保護他們。

自1986年以來，露西·瓊斯一直是美國地質調查局南加州地震研究的代表，美國地質調查局的湯姆·喬丹在她的個人簡介中說:「露西為南加州乃至整個國家提供了一個非常平靜的聲音，一個權威的聲音，讓公眾對災難進行調查。」

秘魯大地震考察的瓊斯

1992年約書亞樹地震後，當時她抱著熟睡的孩子回答記者的提問。這也讓她成為了地震中「安慰人心」的代表。

2015年，瓊斯在洛杉磯市政廳幫助通過的一項改造計劃：提高1.5萬多座主要由非延性混凝土建造的建築的抗震生存能力。

美國《大西洋新聞》評價瓊斯：露西·瓊斯是地震學界的代表人物，全世界都認識她。

2016年，瓊斯宣布她將從美國地質調查局退休。此前她在該機構工作了33年。

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南加州地震後頻繁警告

美國國慶日當天，6.4級地震襲擊了南加州的裡奇克萊斯特市，該次地震持續了9秒，由於震中較為偏僻，準備較為充分，沒有造成太大的損失和傷亡。對於這次地震，加州理工學院seimic實驗室的震動警報計算機記錄了這一警告，但由於沒有達到顯著震動的閾值，信號沒有向公眾發出。該實驗室開發了一個地震預警的APP，用於提前預告地震，使得民眾早做準備。

地震後的加州居民面對房屋廢墟

露西·瓊斯曾提出了一個關鍵問題：地震發生後，是否有一種統計方法可以預測它是一次大震動的前兆？答案是肯定的，正如瓊斯在1985年的一篇論文和隨後的研究中所展示的那樣，分析了該地區歷史上的每一次地震。她發現地震觸發較大地震的可能性並不取決於第一次地震的震級，而是與其位置和與斷層系統的相互作用有關。

相比起傳統的以地震裡氏等級和震源深度來判斷地震性質的研究方法，瓊斯更傾向於以震源所處的板塊位置所在的斷層系統來判斷。以此為依據，瓊斯在美國慶日6.4級地震後強調這是一次前震，隨後有5%的可能性出現更大的地震，50%的可能性出現6級以上地震。並告誡人們「小心接下來的很多地震」。

板塊移動造成的地基錯位

「如果你住在震中附近，就要做好餘震的準備。」在地震發生的第一時間，露西·瓊斯在社交網絡上表示。她同時強調，有5%的機率將出現比6.4級強度更高的地震。

在隨後接受記者採訪時，她再次強調了這一點。

「我們應該預計會有很多餘震，其中一些會比我們目前經歷的三次餘震還要大，」瓊斯周四說。這些餘震將繼續在震中地區有震感。瓊斯說，傳統上，在震中地區發生「強烈餘震」的時機已經成熟。

瓊斯團隊公布的預測地震點，紅色為較大強度餘震

她以1982年的地震作為例子，1982年的南加州地震震級為5.1級，但引發了此後六個月的餘震。瓊斯說，其中6到8次餘震的震級在4.0級左右，還有數十次餘震的震級為3級。

經過對警報和數據的分析，國慶日地震發生後的兩個小時，12：30分的發布會上，露西·瓊斯預測至少有80%的可能性發生一次5級地震。

她說:「在歐文斯谷，我敢肯定他們感受到了很多餘震。」她補充說，洛杉磯盆地不太可能受到這種衝擊的衝擊。裡奇克萊斯特地區布滿了較小的斷層線，周四的地震與兩條不同的斷層有關。

簡單來說，露西·瓊斯和她的對周四美國慶日地震的分析為走滑地震。一般而言，當構造板塊被卡在邊緣時，就會發生地震。「當邊緣的壓力克服了摩擦力，就會發生地震，地震釋放出的能量以波的形式穿過地殼，引起我們所感覺到的震動。」

美國慶日發生的地震為兩個板塊相互平行，但方向相反。

事情的發展正如露西·瓊斯以及她的團隊預料，美國慶日地震後的24小時內，震源地區發生了近2500次餘震，並在次日迎來了7級地震。

瓊斯表示，餘震是地震時發生滑動的斷層沿線發生的輕微調整。「餘震的頻率會隨著時間的推移而減少。從歷史上看，深度地震(>30公裡)比淺層地震發生餘震的可能性要小得多。」 24日的地震震源深度僅僅為10.7千米，屬於淺層地震。

3

預言還有強烈地震

在次日的7.1級地震發生後，瓊斯仍然不斷提醒當地居民小心餘震。並強調，另外一個7級以上強度的地震有10%的可能性到來，但有90%的可能性不會超過本次的7.1級。

儘管不斷警告餘震的到來，露西·瓊斯卻反駁了加州將進入地震季，將被大地震襲擊的言論。她表示，未來幾天預計還有幾百次餘震，但預計沒有一個會引發「the big one」。在加州，我們傾向於用『the big one』來表示聖安地列斯斷層上發生的非常大的地震，震級在7.8級到8級之間。」

美國地質調查局說，加州有兩個板塊，太平洋板塊和北美板塊。板塊之間的主要邊界是650多英裡長的聖安德烈亞斯斷層。但地震學家露西·瓊斯博士表示，聖安地列斯斷層與國慶日裡奇克萊斯特市地震無關，直接反駁了前東家的言論。

「這是一個有很多小斷層但沒有長斷層的地區，」她在推特上寫道。她補充解釋說，自然條件下，7.0級或更高的地震通常每15到20年發生一次。

瓊斯表示，美國慶日及隨後一日發生的地震，有明顯強烈震感的人數大約10萬人。但聖安德烈亞斯是加州最大、移動速度最快的斷層，從聖地牙哥到舊金山北部綿延1200英裡，洛杉磯和薩克拉門託等人口密集地區分別位於兩個不同的板塊上。如果說類似強度和震源深度的地震發生在聖安德烈斯斷層上，那麼至少1000萬人會有非常強烈的震感。

並且，她補充，地震可以而且確實會引發其他地震，但它們的範圍僅限於三到四個斷層長度的距離。聖安地列斯斷層距裡奇克萊斯特所在的塞爾斯谷斷層序列超過4個斷層長度。

工作人員在檢查管道

「（如果發生大斷層地震）是的，有人會死，估計會有1800人。」瓊斯表示。上周發生的兩次地震均沒有人員傷亡的報告。社交媒體上有人猜測，美國剛剛結束一個預算季度，國家地震局是否在製造恐慌以為自己爭取更多的中央及地方預算。

作為美國最知名的地震專家，露西在打臉前東家的同時，也擔憂人們對地震的準備和認知不足。「人們過於擔心在地震中喪生，而對地震導致的破產卻擔心得不夠。」她認為，巨大板塊上的大地震在自然條件下，大約每200年發生一次，比在高速公路上開車喪生的機率還小。但問題是，持續不斷的小斷層地震會讓居民逃離該地區，破壞地區經濟。「人們對地震引發的金融危機毫無準備。」她表示。

瓊斯口中的「大地震」，發生在1906年，那次7.9級的地震將舊金山夷為平地，造成大約3000人死亡。

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編輯/ 沈寂

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