互动科普

埋藏的地震锁链

地震会发生连锁反应，一场地震可能是千里之外的另一场地震的原因。

Naomi Lubick

2002年11月发生在美国阿拉斯加迪纳利断层的一场大地震，使高速公路变形，同时撼动了穿过阿拉斯加的输油管道。令人惊奇的是，这场里氏7.9级的大地震还引发了千里之外的南方地区的多起小地震。这一发现让地球物理学家确信，直到最近才有文献证据的远程效应很可能是多数大地震的共同后遗症。

过去10年来，同时引发小地震的美国西部大地震中，迪纳利地震是第3起。前两起都发生在加州南部，分别是1992年的兰德斯大地震和1999年的赫克托矿场大地震。这3起地震都影响了下列几个地点的地热火山：怀俄明州的黄石国家公园(见图)、华盛顿州的雷尼尔山以及加州的几个地点。在这些火山区域，地底下有炙热的岩浆作为热源，平常在里面低声咕噜，活跃程度低。然而，这些地方被激发的二次地震，远超过背景震度，研究人员尚不明白其原因所在。

此次地震的震中心在阿拉斯加安克雷奇市东北大约283千米处，一连串的震波从那里传递出去。震波会导致地壳的轻微伸缩，然后会在破裂带边缘被断层“绊倒”。这较好地解释了紧随迪纳利地震之后的一连串小地震，但是有些二次地震在大地震一天或几天之后才发生，显示存在着更复杂的机制。

许多研究人员以岩浆库里的气泡为由，来解释这种延迟。华盛顿卡耐基研究所的地球物理学家T. Linde认为，经过的震波会驱逐气泡，尤其是那些像玻璃杯壁上的香槟泡泡一样粘在岩浆库壁上的气泡。此外，美国加州大学大学洛杉矾分校的地球物理学家E. Brodsky提出，震波可能会搅动岩浆，从而

可能产生新的气泡。上述两种情况下，气泡上升时都会膨胀，导致流体内的压力增加。Brodsky认为，当震波经过时，气泡会膨胀和收缩，进而改变压力。压力的变化会使岩浆库上面的岩石变形，甚至可能动摇断层，使之滑动。

岩浆气泡可能不是地震的唯一激发因素。Brodsky发现，希腊的温泉并非由岩浆库所加热，而是成因于流体流经下方的结晶岩时产生的液压变化。她表示，流体中的地壳矿物沉积常常会阻塞流体流经的通道，而大地震产生的剧烈震波可能会把这些密封处震得开裂。流体的重新流动会带来液压的变化，足以激发邻近断层发生地震。这一过程可以解释加州和黄石公园等温泉地带发生的余震。

然而，岩浆气泡和地热封闭处的破裂，并不能解释所有的余震。与阿拉斯加地震同一时期，美国犹他州中北部地区去年也发生了小地震，但这里既非火山也非地热区。而且，这一地区出现了持续一周的地震频度增长，气泡和封闭处破裂无法解释这种现象。

美国地质调查所的地球物理学家Blanpied整合了迪纳利的地震分析结果。他说，犹他州轰轰的地声，让他“更倾向于相信应力变化纯粹是由地震波引起的”。尽管如此，他仍然指出，地震的成因可能源于多重机制。他说，通过迪纳利地震，我们在广泛的区域里收集了大量的数据，但它们终究“未能解答任何疑问”。要想证明这一理论，还需要更多的地震数据。

[柯江华／译  曾少立 杨光／校]