昨天袭击弗吉尼亚州中部、震级为5.8级的地震从佛罗里达州到缅因州再到密苏里州都能感受到。美国地质调查局(USGS)的地震学家迈克尔·布兰皮埃德(Michael Blanpied)今天告诉《发现》杂志:“这可能是美国历史上感受最广泛的地震,尽管震级不到6.0级。”
造成这种强度的原因是,东海岸与美国中部备受争议的新马德里地震带一样,都位于北美构造板块中部的古老断层和寒冷岩石之中。这与加利福尼亚等沿海地区更常见的地震截然不同,那些地震是由大陆板块不断移动的边缘引起的。“美国东部和中部地区的地震风险特别高,因为地震波在板块中部寒冷、古老的岩石中传播得非常有效,而且震动传播得非常远,”布兰皮埃德说。“这些地区的地震不频繁,但一旦发生,就会摇晃如此大的区域,影响如此多的人,这增加了它们的 গুরুত্ব。”
我们应该从周二广泛的震动中吸取教训。幸运的是,它发生在乡村地区。但中部地区拥挤的城市发生类似规模的地震,只是时间问题,并非不可能。而该地区对减轻损害毫无准备。
1811-1812年的严冬是中西部地区传奇故事的素材。在几个月的时间里,三次大地震袭击了密苏里州、田纳西州和阿肯色州,剧烈摇晃了从圣路易斯到孟菲斯长达230,000平方英里的区域。目击者称地面像巨浪一样起伏,密西西比河倒流。一些报道描述了查尔斯顿(南卡罗来纳州)的街道开裂,震动甚至远达魁北克。如果当时有地震仪,科学家们相信这些震动将达到至少与2010年摧毁海地的7.0级地震相当,甚至可能高达8.0级。这将使它们成为美国历史上最严重的地震之一。
两个世纪后,导致中西部动荡的断层群,统称为新马德里地震带,仍在继续震动——只是现在它们发生在数百万人居住的房屋和密西西比河沿岸一些最大的港口之下。四月份,一个由美国地质调查局(USGS)咨询小组委托的独立地质学家、地震学家和工程师组成的专家组发布了一份报告 [pdf],反驳了早期关于该地区地震应力已消散的说法,反而得出结论认为新马德里地震带“有遭受破坏性地震的重大风险”。根据USGS的数据,未来半个世纪内发生6级或以上地震的几率为25%至40%。“这必须在城市规划和发展中加以考虑,”专家组成员写道。
这项指示已被忽视。在一个不符合地震热点原型的地方,实施有意义的政策改革的努力停滞不前,导致该地区容易遭受巨大破坏。“没有专门的计划来加强中西部地区的设施或基础设施以抵抗新马德里类型的地震,”伊利诺伊大学的结构工程师阿姆尔·埃尔纳沙伊(Amr Elnashai)说。“政客们担心洪水、飓风和龙卷风——这些经常发生的事情。”他指出,地震是不同的。“它们的发生概率低但后果严重,政客们只希望它们不要在他们任期内发生。”
评估任何地震区的风险都很困难,但在新马德里地区尤其具有挑战性。大多数地震发生在大陆板块的边缘,通常靠近海岸线,在那里板块相互刮擦和碰撞。在加利福尼亚等地区,这种岩石运动产生的断层通常靠近地表,相对容易研究。相比之下,新马德里地震带位于北美板块的中心,大部分断层系统位于地表以下四到九英里处。当古代的地质力量未能将大陆撕裂时,留下的压力形成了深层裂谷,这些裂谷会相互移动和挤压,引发地震。2009年,普渡大学的一位地球物理学家发表了一篇论文,认为这些岩石中的地震压力已经消散到无法再产生强烈震动的程度,从而引起了轰动。最近的USGS报告压倒性地否定了这一观点,大多数科学家认为强震仍有可能发生——尽管具体规模和时间仍有争议。“我们知道得越少,就越要加强防范,”为四月专家组报告提供咨询的USGS地震学家迈克尔·布兰皮埃德(Michael Blanpied)说。
联邦紧急事务管理局(FEMA)采纳了类似的理念,在2006年委托进行了一项研究,以估算一次假设的密西西比河谷7.7级地震的成本和伤亡。这项工作由埃尔纳沙伊完成,他首先创建了一个详细的数据库,精确定位了该地区603,756个建筑的位置,包括所有的医院、桥梁、学校和消防站。他附加了关于每个建筑下方的岩石和土壤类型、建筑本身的细节、该地区预期的震动程度以及附近预期的居民人数的相关信息。然后,埃尔纳沙伊将所有数据输入一个旨在模拟7.7级地震(USGS批准的震级)的计算机模型,并运行它。结果发人深省:约715,000座建筑将严重受损,425,000条管道将破裂,约15座主要桥梁将垮塌。根据埃尔纳沙伊的计算,这样的地震将导致86,000人受伤,720万人流离失所,200万人需要临时住所。直接经济损失将接近3000亿美元。“所有人都对这些数字感到惊讶,”他说。
埃尔纳沙伊的研究从未进一步深入。2009年,当FEMA新任政府接管并重新调整该机构的资金优先顺序时,该项目被缩短了。这一决定打乱了他强调最需要加固的建筑,以帮助官员优先投资于抗震改造的计划。“底线是,人们的意识提高了,但除此之外什么都没有,”埃尔纳沙伊说。“我们的任务是进行数据分析并模拟影响,我们一直在这样做。结果令人不安,但它们只是被搁置了。”
随着新马德里地震200周年纪念日的临近,当地居民的准备程度可能还不如1811年,那时密苏里州和阿肯色州甚至还不是州。“新马德里地震的发生是迟早的事,而不是会不会发生,”埃尔纳沙伊说。“我是这个地区的一名居民,我对正在发生的事情感到非常不满。”
非典型的地震区
地震并非仅限于构造板块边界。新马德里只是几个地区之一,这些地区尽管位于板块中心看起来很安全,却遭受了强烈地震。
圣劳伦斯河谷,魁北克北美板块在与邻近板块碰撞时会积聚巨大的压力。它大部分的应力沿着边缘释放,但偶尔也会通过其中心的古老断层释放压力。加拿大东南部包含一个这样的断层系统,并因此遭受过高达7.0级的地震。
查尔斯顿,南卡罗来纳州在南卡罗来纳州海岸线深处,存在着1.5亿年前的断层线。该地区每年发生约20次小型地震,外加偶尔发生的巨大地震,例如1886年那次7.3级的地震,造成60人死亡。
印度布季印度的大部分地震活动发生在喜马拉雅山脉附近,那里有两个板块正在猛烈碰撞。但在2001年,印度板块中心附近侏罗纪时期的断层线释放了巨大的压力,引发了一场7.7级的地震,造成20,000人死亡。
- 吉莉安·科纳汉 (Gillian Conahan)















