圣安迪斯斷層把美國加利福尼亞州西南部一條狹長地帶與北美洲其余部分隔開,這個斷層的真正邊緣是一般在地圖上以淺藍色表示的大陸架。加州這條裂片,嵌入太平洋板塊內,每年向西北漂移幾英寸(1英寸=2.54厘米)。如這種移動繼續(xù)下去,500萬年后,包括洛杉磯、圣地亞哥及下加利福尼亞半島等,就會向西北漂移300里(1里=500米),封住舊金山港。2000萬年后,這片狹長陸塊會凸入太平洋中,成為西雅圖外面的一個半島。在5000萬年內,它可能成為一個海島。但是,科學家無法斷言在未來更長的時間內,它是否仍會繼續(xù)向西北方向漂移。
地質學家認為,每當兩個板塊相遇,或一個板塊陷入海溝內時,便會觸發(fā)地震。實際上,憑借探測此種地震活動,可以精確地繪制出板塊邊界圖。南美洲的西海岸是最好的實例,那里有一個巨大的海底板塊正在逐步陷入一個大陸板塊下的深溝中。海底板塊插入大陸板塊下方時,其作用使安第斯山脈隆起,并觸發(fā)時常震撼智利與秘魯?shù)摹吧钫稹薄?/p>
北美洲西海岸的情況,有些不同尋常。那里有兩個板塊相互毗連:一為太平洋板塊,構成整個太平洋北部,包括加州的一條海岸裂片;另一板塊包括整個北美洲及大西洋西半部。兩者的分界線就是圣安迪斯斷層。但是有一種推動力(真相尚未真正確認)使這兩個板塊緩緩相擦而過,每年速度兩英寸余。太平洋板塊向西北方移動,遙遠的西北邊緣正陷入阿拉斯加外的阿留申海溝中,把阿留申群島推出海面。北美洲板塊則向東南方向移動。
圣安迪斯斷層及其相關的斷裂,是地殼中這兩大移動板塊間脆弱而崎嶇的邊界。已知有這樣的龐大力量隨時會發(fā)作,住在圣安迪斯斷層附近地區(qū)是否很不安全呢?許多專家說,只要房屋建在堅硬地面上,住處距離斷層遠近實際并無多大關系。房屋建在松軟不堅的土壤上,不管距離斷層線50英尺或是10英里,大概都無法抵受強烈地震。
美國加州海岸風光
人們選擇在斷層線上建造房屋和其他建筑物,說來有許多理由。其中一個是,斷層時常造成土地下陷,填滿沉積物之后,丘陵地便成為極好的平坦低地。這是建造房屋的理想地點。但是,為什么要冒險呢?一對電工技師夫婦正在距斷層線僅數(shù)百碼(1碼=0.9144米)的萊特塢鎮(zhèn)上建造房屋。
“我們知道斷層線經過這里,”那位婦人坦白地說,“但我們并不恐懼。這里的生活環(huán)境不擁擠,空氣清新,沒有煙霧。這些理由已夠充分了?!?/p>
她丈夫表示同意。他每天要乘車到50英里外去上班,為的只是享受山地的清新空氣?!澳懵犇切┛茖W家危言聳聽,”他說,“可是說到實質問題,他們實在不懂。萊特塢鎮(zhèn)什么時候發(fā)生過地震?”
1857年,加州發(fā)生過有史以來最劇烈的地震,震中就在萊特塢鎮(zhèn)附近。在那次地震中,沿斷層線的巖石在1分鐘內向旁邊移動了30英尺。但自此以后,這部分斷層一直沒有移動過。
地質學家至今還無法確切預測地震。他們能夠而且確實測量過沿斷層巖石內逐漸增強的張力,希望借這種研究和其他探測工作,找出預測地震的方法。地質學家利用短時間的歷史記錄(加州在過去200年才有人定居),已經研究出加州大地震的約略周期:沿斷層系的強烈地震,約100年發(fā)生一次。
從萊特塢鎮(zhèn)駕車北上,可以見到幾十個終年開放的游樂公園。這些公園有個共同的特點:里面都有供人釣魚和劃船的小湖。實際上,這些都不是湖泊,而是沿圣安迪斯斷層北行路線上的下陷池塘。在這個公園區(qū)西北面,斷層經過地形平坦的空曠地區(qū)。這片平原兩邊的山脈呈暗褐色,終年籠罩在一層薄霾里。
這里是加州地質學家最喜歡去的地區(qū),因為它清楚顯示地面沿斷層向旁邊滑動的情況。自1857年以來,這片平原的斷層一直處于休眠狀態(tài),但這個地區(qū)留著舊日巖石移動的清晰痕跡。從空中觀察,更為清楚。在飛機上俯瞰,可以看到橫過斷層線的河床足有150多條,只有歷史最短的小河才筆直橫過斷層線,其他河道則都被截斷了,有的斷口兩端相距達1000英尺遠。這種情形是地震時斷層線兩邊的巖石突然陷入新位置所造成的。以前是筆直的小河,被截斷成為兩條不相連接的水道,各在斷層的一邊再向北走,斷層呈現(xiàn)另一種狀態(tài)。由于某種不詳?shù)脑颉蛟S是這一帶的巖石特別堅硬——沿斷層線的巖石甚少滑動。張力經過幾十年逐漸增強后就發(fā)生一次較強烈的地震,從而減低張力。地質學家說這部分圣安迪斯斷層是鎖住了。
有人認為,斷層上有這些鎖住的巖石,將來就會發(fā)生大地震。
接近舊金山灣時,斷層再次呈現(xiàn)出不同狀態(tài)。在這個地區(qū),斷層線兩邊的巖石每年滑動一兩英寸。斷層的巖石在一個地區(qū)被鎖住,在另一地區(qū)則緩緩滑動,沒人知道原因。但地質學家已注意到,滑動地帶比靜止地帶較常發(fā)生地震,而強度則較低。沿著這條時常振動的斷層地帶,可以見到滑動的新證據(jù)。圍墻、道路和橋梁需要頻頻修理,因為表面地形隨巖石緩慢移動而移了位。有時建筑物地基也因這種位移而變了形。
艾梅頓酒廠在圣胡安包蒂斯塔南面。廠內一座房屋建在圣安迪斯斷層線上,地質學家在這里測量斷層滑動,至今已有15年之久。他們報告地面平均每年移動半英寸。屋柱已移了位,屋頂在接縫處裂開,一半廠房隨著北美洲板塊向東南移動,另一半隨著太平洋板塊向西北移動。
在圣胡安包蒂斯塔北面,圣安迪斯斷層略向西轉,進入太平洋沿岸綿延曲折的圣克魯斯山脈。在這一帶地區(qū),斷層巖石再度鎖住。此后直到北面盡頭都鎖住不能滑動。這一段鎖住的斷層,上次斷裂于1906年,釀成該年的舊金山猛烈地震,是加州歷史上最慘的災難。斷層在舊金山灣西面的洋底消失之前,經過一個滿布新建筑物的地區(qū)。在過去10年間,僅一家公司就在戴里市周圍斷層地帶上小部分地方建造了3萬幢房屋。說來也奇怪,在戴里市斷層線上面居住的人,很少知道有斷層線這件事。
人類怎樣才能免受地震之禍呢?科學家正竭盡所能地專注于三大研究工作——預測、控制及減輕地震。加州門洛園地震研究局的地震預測專家伊頓博士說,最有希望的研究工作是清楚地了解地震的成因,以及更好地認出地球巖石內的警告信號。
美國地質調查所的瓦萊斯博士說:“地震預測目前是一項可信及受人重視的研究工作。我們希望在幾年或幾十年后,能成為實際技術。現(xiàn)在言之尚早?!?/p>
為了控制地震、減輕地震強度,科學家現(xiàn)在正專注于研究如何在受壓力的巖石中觸發(fā)安全的小地震,從而解除能引起大地震的累積張力。這項研究雖然頗具合理性,但目前的重點是,在修筑水壩及其他工程時,如何避免因疏忽而無意中觸發(fā)地震。
目前正在進行不少工作,盡量減輕地震的破壞力?!拔覀儽仨氃敿毑槌龅卣饡r會發(fā)生什么意外事故,”加州大學地震學家博爾特博士說,“我們要為工程師提供更多資料,例如地震波長短及其頻率、各種土壤的抗震情形,以及地震延續(xù)多久等?!?/p>
博爾特博士相信,這些研究工作能為結構工程師、土壤工程師及城市設計人員提供更加有效的資料,避免地震帶來的災害。人類在與地震進行的長期較量中,目前已取得了一些成就,不過大自然仍占主導地位。
1971年2月,沿加州圣安迪斯斷層的一條支線上,突然發(fā)生劇烈地震,64人死亡,數(shù)百人受傷,財物損失超過10億美元。可是今天大家?guī)缀醪恢涝羞@么一件事:這條沿地殼300千米長的斷口,自古以來一直發(fā)生過不少劇烈地震,但加州人照樣安居,就好像絕不會再發(fā)生地震一樣。
他們說,巖石在斷層線上某處鎖住不能動,大地震的危險就與日俱增。但科學家不完全同意這項說法。有些研究顯示,小地震時常是大地震的先兆。
不過,所有專家都同意,沿圣安迪斯斷層的板塊不停移動,今后會在斷層某處引起大地震。美國地質調查所的瓦萊斯博士說:“2000多萬年來,圣安迪斯斷層系一直在緩慢移動,還引起多次大地震。不能因為我們住在這里,就相信地震不會再發(fā)生?!?/p>
地質學家估計,自公元200年以來,加州共經歷了12場大地震,但是到1906年地震造成慘重損失,舉世才注意到圣安迪斯斷層。
科學家預測,未來50年間,加州將面臨一次嚴重得多的大地震。據(jù)估計,加州南部洛杉磯地區(qū),一旦發(fā)生里氏7級的地震,將造成重大損失,損失總值將以數(shù)億美元計,并將導致1.72萬人死亡,另有1150萬人受煙霧和火災影響。一般來說,斷層積聚的摩擦能量是日積月累的,大地震來得越遲,強度勢必越大。
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