1992年6月28日早晨,当一场7.3级地震袭击了洛杉矶以东100英里的兰德斯镇时,它不仅仅是让南加州人惊醒:它引发了加州全境以及内华达州、犹他州和爱达荷州数千次规模较小的地震,大多数低于3级。即使是距离近800英里的黄石国家公园,地震仪也探测到了震动。卡内基科学研究所的地质物理学家艾伦·林德回忆说:“美国地质调查局门洛帕克的人们能够实时看到这些情况,他们立刻就知道有些不寻常的事情正在发生。远距离的地震触发是一个对我们所有人来说都感到非常惊讶的概念。”
在许多地方,兰德斯地震的地震波似乎推动了那些最终会破裂的断层。但发生在马姆斯湖滑雪胜地附近(位于兰德斯以北250英里处的内华达山脉)的数百次小地震却有所不同。马姆斯湖位于一个被称为长谷的火山破火山口——一个巨大的火山坑——之下,而这个破火山口下方有一个巨大的岩浆室。林德和他的同事们说,是岩浆中上升的气泡引发了兰德斯地震后的震动。
长谷本身形成于70万年前的一次灾难性喷发,当时火山灰散布在整个美国西部。之后,火山在大部分时间里保持平静,直到15年前,它被一系列比近期地震大得多的地震所撼动——这表明它从地下获得了新的岩浆注入。研究人员担心可能再次发生喷发,纷纷涌向该地点;其中包括林德和科罗拉多大学的地震学家罗杰·比尔哈姆。现在,长谷遍布地震仪和其他仪器。
在兰德斯地震发生后的四天里,这些仪器探测到的地震活动远超正常水平。林德和比尔哈姆发现,对数据的详细分析表明,兰德斯地震的地震波提高了岩浆室的压力。岩浆室作为回应而膨胀,导致上方的断裂岩石承受压力,并引发了频繁的地震。比尔哈姆开玩笑说,这可能被称为“消化不良”。但一场250英里外的地震是如何引起这种反应的呢?
在其源头,地表下数十英里处,长谷的岩浆溶解了大量的气体——例如二氧化碳。当岩浆上升时,它受到的压力减小,能够容纳的气体量也随之减少。当岩浆到达长谷下方四英里处的岩浆室时,大部分气体已经从溶液中分离出来,形成气泡。一些气泡被困在岩浆室底部的裂缝中——直到有什么东西将它们搅动起来。林德说,兰德斯地震的地震波正是这样做的:它们使得整个岩浆体前后微小地晃动了一下,足以改变气泡与岩石连接的几何形状。这就好比“啤酒杯效应”——你敲击一下杯子侧面,气泡就会冒上来。
当气泡从岩浆室底部上升时,它们往往会膨胀,因为它们上方的岩石量(因此也是压力)减小了。但它们的膨胀受到周围岩浆的阻碍,岩浆无处可去。因此,整个岩浆室的压力会升高——就像摇晃一个密封的啤酒瓶时压力会升高一样。然而,在这种情况下,岩浆室的密封并不完美;上方地壳有裂缝。林德说:“它会稍微屈服,移动岩石,足以引发地震。”
据他和比尔哈姆所知,幸运的是,兰德斯地震在长谷引发的小震动对马姆斯湖居民担忧的危险——灾难性的火山喷发——没有影响。比尔哈姆说:“马姆斯湖镇位于一个以每年约一英寸的速度增长的巨大隆起边缘。它很可能发生喷发。如果70万年前发生的事情今天发生,马姆斯湖将所剩无几,加利福尼亚也将所剩无几。但地震并没有增加这种可能性。”














