【编者按】加州大地震的阴影从未远离，但最新研究揭示了一个更惊悚的真相——科学家发现一种能引发超强震动的”超剪切地震”远比想象中常见。这种地震产生的冲击波堪比音爆能量，能让地面像被巨锤反复敲击般剧烈摇晃。从贯穿加州的圣安德烈亚斯断层到横穿莫哈韦沙漠的加洛克断层，数百个城镇正坐在火药桶上。更令人担忧的是，建筑防震标准仍停留在”勉强不倒塌”的底线思维。当灾难预警升级，我们的防御体系是否还在裸奔？这篇颠覆认知的研究，值得每个生活在断层带上的人彻夜深思。
科学家指出，一种能引发特别强烈震动的地震类型，其实比我们原先认为的更加普遍——这对加州各地社区构成潜在深远风险，包括那些位于臭名昭著的圣安德烈亚斯断层路径上的社区。
科学家越来越多地观察到，地震期间断层破裂的速度甚至可以超过另一种破坏性地震波的速度，理论上会产生相当于音爆级别的能量。
南加州大学、加州理工学院和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的科学家在最近为《地震研究通讯》撰写的评论文章中指出，这些在”超剪切”地震中产生的冲击波，会加剧断层影响区域左右摇摆和上下震动的破坏程度。
尽管并非所有人都认同超剪切地震本质上比其他类型更具破坏性，但科学家坚持认为其潜在影响巨大，必须纳入地震预测考量。
“当务之急是更新这些情景以应对超剪切破裂，”科学家在评论文章中写道，”我们还必须重新评估基础设施的脆弱性，并更新相关建筑规范条款——特别是对于关键设施。”
地震是地壳块体相互错动的结果。这种运动从震中开始，沿着断层向一个或多个方向传播，有时在几分钟内蔓延数百英里。在圣安德烈亚斯这样的断层上，地震就像全速奔驰的列车沿着轨道呼啸而过。
传统观点认为，断层破裂的速度慢于另一种被称为剪切波的破坏性地震波。一般而言，剪切波是造成地震破坏性摇晃的主力。
但在过去几十年里，科学家越来越多地发现，在某些情况下地震时的断层破裂速度其实更快。
“这会产生类似音爆的现象，就像飞机超音速飞行时那样，”评论文章主要作者、南加州大学地球科学与土木工程教授艾哈迈德·埃塔夫·埃尔班纳解释道。
然而并非所有人都认同其影响。
“我认为我们尚未确定超剪切破裂是否真的更具破坏性，”未参与该评论文章的美国地质调查局地球物理学家布拉德·阿加德表示，”这篇文章呼吁投入更多努力来真正理解超剪切破裂可能发生的区域及其影响。”
埃尔班纳透露，关于断层破裂速度可能超过地震剪切波的理论早在1970年代就已提出。他将于明年出任加州全州地震中心主任。
但直到世纪之交，全球仅有一次地震被部分科学家怀疑是超剪切事件——1979年帝国谷6.4级地震。
直到1990年代末，超剪切地震的概念才开始被重视。加州理工学院的实验室证明其在物理上是可能的。过去二十五年来，越来越多7级及以上地震被确认为超剪切事件，全球监测网络的布设为此提供了观测支持。
埃尔班纳指出，关键突破发生在2002年阿拉斯加7.9级地震期间，当时一个监测站恰好在德纳里断层附近，记录到的数据证实了理论预测的超剪切地震特征。
此后，科学家确认了更多此类地震。
“我们获得了更优质的数据，所以现在能观测到这些现象，”加州理工学院地震学家露西·琼斯表示。
评论文章指出，仅过去15年间，39次大型走滑地震中就有14次表现出超剪切破裂特征。
其中包括今年3月造成3700多人死亡的缅甸7.7级地震；2023年导致土耳其和叙利亚5.8万人丧生的双主震（7.8级和7.5级）；以及2018年印度尼西亚造成至少2000人死亡的7.5级地震和海啸。
科学家现在也将1999年袭击土耳其的7.6级地震视为超剪切地震，该地震导致至少1.7万人遇难。
“我们比以往更频繁地探测到它们，”埃尔班纳说。
评论文章引用2008年《美国地震学会通报》的研究称，回顾1906年摧毁旧金山大部分地区的大地震，也极可能是超剪切事件。
阿加德表示，在加州，超剪切地震最可能发生在最笔直的走滑断层上——例如圣安德烈亚斯断层，或许还有横穿莫哈韦沙漠沿特哈查皮山脉延伸的加洛克断层。
有数十个社区直接坐落在圣安德烈亚斯断层之上，包括科切拉、印第奥、大教堂城、棕榈泉、沙漠热泉、班宁、尤卡帕、海兰、圣贝纳迪诺、赖特伍德、帕姆代尔、戈尔曼、弗雷泽公园、圣胡安包蒂斯塔、帕洛阿尔托、波托拉谷、伍德赛德、圣布鲁诺、南旧金山、帕西菲卡、戴利城和博德加湾。
但阿加德强调，没有证据表明超剪切地震会发生在逆冲断层上——例如1994年北岭地震和1971年西尔马地震那种上盘岩块向上覆压的断层类型。
对于加州其他更短、更不规则的走滑断层——如南加州的纽波特-英格尔伍德、圣哈辛托和埃尔西诺断层——是否会发生超剪切地震，阿加德认为仍是未解之谜。
北加州的海沃德和卡拉韦拉斯断层能缓慢蠕滑而不引发地震，且走向不够笔直，因此被认为较难产生超剪切破裂。
评论文章作者特别呼吁更新加州大地震灾害预测模型。
“这是行动号令，”埃尔班纳强调，”根据我们对超剪切事件物理特性和震动强度的认知，它们会对公共设施和建筑造成什么影响？”
琼斯也表示应重新审视州建筑最低标准，但理由不同。
她认为不应将超剪切地震的详细模型纳入最低建筑标准，”因为其出现位置存在太大不确定性”。但她反对现行最低标准的设定逻辑——当前标准仅针对 plausible 的平均震动强度，而非最大可能强度。
新建建筑的规范仅确保”生命安全”，即理论上让人能在地震时爬出逃生。但即使如此，建筑也可能严重损毁需要拆除。
“他们试图把建筑做得尽可能脆弱而不倒塌，”琼斯直言，”超剪切现象作为地震学研究确实很酷，但作为建筑规范倡导者，这再次证明把新建建筑控制在”勉强不倒”的底线，或许不是最佳公共政策。”
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