地震:寻找自然的错误

在任何一次大地震发生后的几分钟内，冲击波都能扭转地形，夷平建筑物，摧毁整个社区。每一次，地球上的人们都会得到一个悲惨的提醒:在我们的脚下潜伏着一个充满危险的世界。

地震每天都会发生数百次，大多数地震都太弱或太偏远，影响不到很多人。但所有这些地震噪音都掩盖了灾难性地震的风险，在人类历史上，灾难性地震不时地让我们感到惊讶。断层线沿线人口的快速增长使风险比以往任何时候都要高——全球几十个大城市都坐落在地壳裂缝附近——甚至远离断层的人也会受到海啸的影响，2011年日本地震就证明了这一点。

不幸的是，人类无力阻止这样的灾难，尽管在过去的一个世纪里，地震学取得了重大突破，但我们仍然不能很好地预测它们。尽管这听起来可能毫无希望，但我们还是可以采取许多先发制人的措施，至少在大地震发生前做好准备。下面是我们对地球地质爆发的了解，以及你可以做些什么来为它做好准备。

地震的起源

地壳总是在移动和旋转，这是一种慢动作的洗牌，部分是由我们薄的外层下的液体岩浆所推动的。地壳漂浮在岩浆之上，破碎成几个锯齿状的圆盘，称为“构造板块”，它们在全球范围内不断相互推拉。这些圆盘边缘的摩擦是引发地震的原因。

构造板块沿着一条巨大的伤疤相互拉扯，叫做全球大洋中脊它像棒球上的缝一样弯曲着地球表面(见下面美国地质勘探局的地图)。岩浆在这里上升，冷却和变硬，两个板块向相反的方向涌出，形成新的地壳，在传送带上经过几百万年后，这些地壳可能会变成干燥的陆地。

与此同时，随着新的地壳在海洋中诞生，旧的地壳被推到地壳板块碰撞的地下，这是一个潜在的剧烈过程，产生了山脉、火山和地震。地震震动可以由汇聚的板块以几种不同的方式释放，这取决于它们的岩石边缘如何碰撞和相互作用。以下是地震断层的三种基本类型:

正断层:许多地震发生时，两段地形沿着倾斜的裂缝垂直滑过另一段。如果这种倾斜断层上面的岩体向下滑动，它就被称为“正常断层”(见右边的动画)。这是由于构造板块从断层向外伸展时产生的张力造成的，它导致了周围景观的整体延伸。

逆断层:也被称为“逆冲断层”，当倾斜断层上方的岩体从下方向上推力时，这种开口就会发生，把它推到另一块陆地上更远的地方。正断层和逆断层都表现出地质学家所说的“倾滑”运动，但与正断层不同的是，逆断层是由压缩而不是拉张引起的，导致地形压实。

走向滑动断层:当垂直断层的两侧水平滑动时，它被称为“走滑断层”。这些地震是由剪切力引起的，当基岩的粗糙边缘刮在一起，抓住锯齿状的边缘，然后反弹回原位时产生了剪切力。加州的圣安德烈亚斯断层是一个走滑系统，就像引发海地最近地震和余震的断层一样。

地震波

沿着断层的岩壁大部分时间都锁在一起，看起来一动不动，但它们可以在数百年或数千年的时间里悄悄积聚巨大的压力，然后突然滑动，并一次性释放出来。地震的力量来自两种基本的波——体波和面波——它们以三次破坏性越来越大的爆炸的形式到达。

穿过地球内部的体波最先撞击地球。最快的波被称为主波，或者P波因为它们分散得很广，会把岩石颗粒推到它们前面或后面，所以它们通常是破坏力最小的。P波之后紧接着是二次体波，即S波，它也会穿过整个星球，但速度较慢，会把岩石颗粒移到一边，这使它们更具破坏性。对于站在地面上的人来说，P波和S波都像是突然的震动。

在体波之后，可能会有一段短暂的平静，然后才会发生最后的、最猛烈的地震。表面波只穿过地壳的上层，像水中的波纹一样水平流动。目击者经常描述地震时地面“滚动”，而这些缓慢、高振幅的表面波通常是地震中最具破坏性的部分。它们快速的来回晃动是造成建筑物和桥梁结构损坏的主要原因。(表面波进一步细分为爱波而且瑞利波后者是最危险的。)

地震破坏

我们所面临的地震危险几乎完全来自于我们周围已建成的基础设施。除了倒下的树木和岩石，房屋、学校、商店和办公楼的倒塌是典型地震中死亡的第一大原因。道路和桥梁也可能因为地面震动和位移而倒塌，1989年旧金山地震时就发生过这样的问题。众所周知，地震波会掀翻汽车，使火车脱轨，也会碾碎隧道和桥梁下的车辆，或使车辆倾斜失控。

洪水是地震的另一个潜在副产品，因为地震有时会破坏大坝或扭转河流，而火灾可能是由断裂的天然气管道或倒塌的灯笼、蜡烛和火把引起的。在臭名昭著的1906年旧金山地震在美国，由此引发的火灾(见上图)造成的破坏和夺去的生命比地震本身还要多。

地震还会使土壤松动，并可能导致山体滑坡，这一威胁在山区附近更高，在雨季和树木稀少的地方(比如海地，大面积砍伐森林增加了山体滑坡的风险)。然而，即使没有陡峭的山坡或下雨，地震也可以通过与地下地下水混合，暂时将土壤变成类似流沙的物质。被称为“液化在美国，这个过程会产生一种汤状的泥浆，将人和建筑物沉入地下，直到地下水位重新回落，泥土再次凝固。

但是，也许地震用水作恶的最具破坏性的方式是制造海啸——高达100多英尺的巨浪，冲到距地震数千英里的海滩上。当陆地在海底断层上向上倾斜时，除了最近的海岸线，没有任何东西可以阻止它，它会转移大量的水。2004年，苏门答腊岛附近的地震引发了海啸，重创了东南亚。2011年3月，日本东北海岸再次发生地震。纵观历史，几乎每一个太平洋沿岸的国家都发生过这种情况。

城市和断层线

环太平洋地区因地震而臭名昭著，被称为“火山带”，因为地震的隆隆声经常发生在阿拉斯加、加利福尼亚、夏威夷、新西兰、菲律宾、印度尼西亚和日本等地。向西，印度、欧亚和阿拉伯板块的叠加形成了另一个地震热点，形成了喜马拉雅山脉，并促使巴基斯坦、伊朗和南欧频繁发生地震。

但是，虽然东半球似乎受到了不成比例的影响，但地球上没有任何地方能真正免受地震波的影响。灾难就像2004年苏门答腊海啸,2005年巴基斯坦地震2008年发生在中国四川的地震之所以如此严重，是因为它们袭击了人口稠密的地区，但旧金山悠久的地震历史和最近发生在海地的地震表明，西方也存在类似的风险。(全球地震危害见下图)事实上，现代历史上最大的两次地震都发生在美洲9.5级地震1960年袭击智利的地震9.2级地震四年后在阿拉斯加威廉王子湾

在美洲，地震和火山往往依附于西部海岸线，但它们也可能发生在更远的东部。加勒比海就是一个例子，因为它是几个相互竞争的构造板块的家园，使该地区成为地震雷区。除了最近发生在海地的里氏7.0级地震和正在进行的余震(其中一次测量为里氏6.1级)之外，据报道，委内瑞拉北部(5.5级)、危地马拉(5.8级)和开曼群岛(5.8级)也发生了较小的余震。地质学家说，断层的压力现在已经向西移动，这意味着海地西部、古巴南部或牙买加可能会再次发生大地震。

在美国，现在的几个城市下面的土地过去也曾遭受过巨大的震动，这些震动很可能会摧毁它们今天庞大的都市区。在美国最值得关注的地震带中，科学家们特别关注以下五个:

圣安德烈亚斯

加州的标志性疤痕沿着一系列走滑断层移动，这是由太平洋板块向北挤压北美造成的。它被认为是一个高风险的地震带，因为几个大城市位于附近，每当它破裂时，数百万人的生命处于危险之中。1906年和1989年的地震摧毁了旧金山湾区，后者破坏了输水线并引发火灾，摧毁了大部分城市。圣安德烈亚斯断层平均每年移动2英寸，这意味着洛杉矶将在大约1500万年后与旧金山相邻。一个研究发表于2016年，检测到断层附近有大规模运动。据报道，研究人员表示，这种运动是“地震应变”的结果，最终将以地震的形式释放出来洛杉矶时报．

西北太平洋:圣安德烈亚斯北部，皮吉特湾周围的一组断层构成了北美最危险的地震灾害之一。这个地区被称为卡斯卡迪亚俯冲带，大约每500年就会发生一次大型逆冲断层地震。上一次发生这种情况是在1700年，当时太平洋西北地区人烟稀少，但西雅图和温哥华都会区从那时起就蓬勃发展起来，如果再发生这种情况，可能会带来灾难性的后果。

阿拉斯加

七个的10次最强烈地震最严重的地震发生在阿拉斯加，包括1964年发生在安克雷奇的威廉王子湾大地震。阿拉斯加州是美国地震最活跃的州，也是地球上最活跃的热点地区之一，但其恶劣的气候历来使其人口——因此地震死亡人数——相对较低。尽管如此，现在的安克雷奇比1964年要大得多，从圣地亚哥到东京的城市总是受到阿拉斯加地震引发的海啸的威胁。

夏威夷:夏威夷不仅本身地震活跃，容易受到地震和火山爆发的影响，而且经常受到遥远地震的袭击。的8.1级地震例如，1946年震撼阿拉斯加远东地区的那场地震，引发了向南到达大岛希洛的海啸，造成159人死亡，2600万美元的财产损失。18年后，继64年威廉王子湾地震之后，又一场海啸袭击了夏威夷。

新马德里:美国东部已知的最强地震发生在大约200年前的密西西比河流域下游，对田纳西州、肯塔基州、伊利诺伊州、密苏里州和阿肯色州造成了严重破坏。这实际上是一场“蜂群”的震动，附近的居民新马德里,密苏里州据估计，在1811年至1812年的冬天，这里发生了200次“中大型”地震，其中5次超过了8级。房屋被夷为平地，一个新的湖泊形成，密西西比河因突然的地面位移而短暂地向后流动。由于当时该地区人口仍然稀少，只有一人死亡与地震有关，但如果新马德里断层今天要经历类似的事件，像圣路易斯(见上图)和田纳西州孟菲斯等都会区。，可能会崩溃。

地震安全

由于建筑物会在地震中造成一些最严重的问题，它们是首先寻找解决方案的合理地点。抗震建筑在上个世纪已经取得了长足的进步，在地震易发地区如日本和加利福尼亚率先让建筑随水流而动，而不是僵硬地静止不动。通过加入更灵活的关节和更大的摆动空间，工程师们可以制造出让地震能量通过的建筑，造成的破坏比完全感受到地震的力量要小得多。

然而，在像海地这样的贫穷国家，这样的防震结构很少是可行的项目，甚至在2010年地震之前，太子港的许多建筑结构就已经不牢固了。即使在富裕的国家，也很少有住宅、商店或办公室的设计能抵御大地震，这使得知识、准备和快速思维成为大多数人在地震中幸存的最大希望。

地震发生时最理想的地方是户外，所以如果地震发生时你在户外，就呆在那里。联邦应急管理局建议，在室内时也要先待在原地，因为研究表明，大多数地震伤害发生在建筑物内的人试图转移到另一个房间或跑到外面时。如果你在床上，就呆在床上，或者趴在地板上保护好你的头部;如果屋顶倒塌，躲在坚固的桌子或其他可以保护你的物体下也会有帮助。通常建议蹲伏在室内、承重墙和室内门框附近，但要远离玻璃窗和外墙。

最初的地震通常是更大地震之前的前震，或者可能是P波为更具破坏性的S波和面波做铺垫。不管怎样，一旦震动停止，就到外面去是明智的。一旦出了门，就要远离建筑物和任何可能倒塌的东西，等待地震停止。还要注意余震，余震可能会在主震几分钟、几小时或几天后发生。有关更多提示和场景，请看联邦应急管理局的指南关于地震前，地震中和地震后要做什么。