可怕的“双震”(doublet earthquakes)加剧了加州的地震风险;委内瑞拉的案例凸显了这种危险

【美洲华联社6月26日综合报道】周三晚间,委内瑞拉遭遇了一场震级达 7.2 级的地震,威力惊人。然而,在首震发生仅 39 秒后,一场震级更高(7.5 级)的地震接踵而至,使这场灾难性的事件变得更加惨烈。

这种地震学家称为“双震”(doublet)的连续打击,加剧了人们的担忧,这场地震正演变为西半球多年来最严重的地震之一。

尽管公众对此类地震知之甚少,但地震学家早已对其进行了长期研究。加州也曾发生过数次此类地震,其中包括 1992年南加州发生的两次重大地震,当时促使有关部门发布了史无前例的公开预警。

“这显然不是地震中最常见的情况,但也绝非罕见的物理现象,”加州州立大学北岭分校(Cal State Northridge)地球物理学副教授朱利安·洛佐斯(Julian Lozos)表示。

委内瑞拉遭受的广泛破坏,已经造成500多人丧生,无数建筑物夷为平地,预计将引发人们对这一地震现象的更多关注,并促使人们思考如何增强建筑物和基础设施的抗震韧性。

就在3年前,土耳其和叙利亚也曾遭受重创。据美国地质调查局(USGS)数据,当时一场 7.8 级地震导致东安纳托利亚断层(East Anatolian fault)发生 220 英里的破裂;仅9小时后,查尔达克断层(Cardak fault)又发生了 7.5 级地震,导致另外 100 英里的断层破裂。

这两次地震,加上数量惊人的强余震,构成了一场一代人一遇的灾难,导致超过5万人丧生。

加州的科学家们一直在研究这种破坏性的“双震序列”(doublet sequence)可能会是什么样子。

在南加州,美国地质调查局(USGS)的研究人员模拟了一种假设的双震情景:新港-英格尔伍德断层(Newport-Inglewood fault)这一断层沿橙县海岸延伸,穿过长滩和洛杉矶南部发生7.25级地震破裂;随后几小时内,帕洛斯弗迪斯断层(Palos Verdes fault)发生7.05级地震。

双震并不一定局限于2次地震。2023年,阿富汗西部发生了一连串4次地震(即“四重震”序列),震级均为6.3级。前2次地震发生在10月7日,间隔约4小时;随后在10月10日和10月14日又发生了后续地震。据科学家在2024年美国地球物理联合会(American Geophysical Union)会议上详细介绍该地震序列时所述,此次事件导致许多建筑物倒塌,造成2400人死亡。

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对于何种情况构成“双震”,目前尚无普遍认可的定义。一种相对宽泛的定义是指,在第一次主震发生后的几分钟、几小时或几天内,紧接着发生另一次震级相当的地震。地震学家露西·琼斯(Lucy Jones)则持有一种更严格的定义:即同一地震序列中的2次地震,其震级差在0.4级以内。

“这有时有点像是在抠字眼;比如,我知道有些人把里奇克雷斯特(Ridgecrest)地震视为‘双震’(doublet),而另一些人则不这么认为,”洛佐斯说。他指的是2019年那场源自莫哈韦沙漠(Mojave Desert)、震感波及洛杉矶的地震序列。

在那次地震序列中,7月4日清晨发生了一次6.4级地震,约34小时后,又发生了一次破坏力大得多的7.1级地震。作为海军最大的武器研发与测试基地,中国湖海军航空武器站(China Lake Naval Air Weapons Station)遭受了数十亿美元的损失;而第二次地震比第一次更具威胁性,这一事实也让许多加州居民感到不安。

引发“双震”(doublet)现象的原因有多种。Lozos 解释道:“归根结底,这取决于附近的断层处于何种临界状态,即它们距离破裂还有多近。”一个断层的破裂可能会触发邻近断层,如果该断层已处于即将破裂的边缘——随之发生地震。另一种情况涉及一系列均已蓄势待发的断层,但其中某一部分的破裂因故出现了延迟。

“双震”并非唯一可能引发担忧或造成进一步破坏的后续地震类型。

美国地质调查局(USGS)2008 年发布的一份名为“ShakeOut”的报告指出,若南圣安德烈亚斯断层(从索尔顿海到洛杉矶县段)发生 7.8 级地震,可能引发一系列余震,其中包括在主震发生3天后,沙加缅度和莫德斯托地区遭遇 6.95 级地震。这将危及当地堤坝的稳定性,而这些堤坝对于防洪以及将水流从北内华达山脉输送至全州各地城市至关重要。

琼斯目前正致力于更新“ShakeOut”情景模拟。她计划研究的一种可能情景是:圣安德烈亚斯断层发生 7.8 级地震后,好莱坞断层和雷蒙德断层(这两条断层横穿好莱坞中心地带并向东延伸至圣加布里埃尔谷)紧接着发生大地震(震级可能在 7 级左右)。

鉴于委内瑞拉这两次地震的发生间隔不足一分钟,USGS 是否会坚持将其定性为“双震”尚不确定。况且,首次发生的 7.2 级地震本身可能持续长达半分钟,这意味着人们在感受到第一次地震的震波时,可能同时也感受到了第二次地震。加州理工学院地震学实验室主任 詹忠文(音译,Zhan Zhongwen)表示,委内瑞拉某地震传感器的数据显示,这似乎是一次“相当连续”的地震。

詹忠文说,“这两次地震在本质上可能融合成了一次事件,因此我们预计日后可能会对其进行重新分类。”

琼斯说,“我确信,在加拉加斯人们的感受中,这是一次持续时间很长的地震。也许,如果有人能保持足够镇定并仔细留意事态发展,就能察觉到地震强度在几秒钟内有所减弱。” “如果你问人们北岭地震持续了多久,很多人会觉得时间很长,”但这可能反映出主震与一次强烈余震之间间隔极短,那次余震发生在主震后不到一分钟。

“双震”(doublet)现象提醒人们,必须警惕大地震之后可能紧接着发生后续地震。同样值得注意的是,在初次地震中受损的建筑物,在随后的地震中抗震能力可能会下降。”“必须警惕建筑物可能因余震而遭受更严重的破坏,”南加州结构工程师协会主席玛丽亚·穆罕默德(Maria Mohammed)说道。

这是一个容易被遗忘的警示。在新西兰基督城,2011年发生的6.1级地震导致建筑物倒塌,造成多人丧生;而这些建筑物此前已在破坏力较小的地震中受损。

规模较小的地震也可能引发更大的地震。在1857年圣安德烈亚斯断层(San Andreas fault)发生特大地震(估计震级为7.9级,破裂带从蒙特雷县延伸至洛杉矶县)之前,蒙特雷县曾先后发生过约6.1级和5.6级的中等强度地震。

地震能够引发其他地震,这一点此前已有先例。

科学家认为,1992年4月22日发生的6.1级约书亚树(Joshua Tree)地震引发了一连串向北迁移的余震。这些余震最终在6月28日引发了莫哈韦沙漠的7.3级兰德斯(Landers)地震,其震感甚至传到了丹佛,并在数小时后引发了6.3级的大熊湖地震。

当时加州政府发布了强烈警告,敦促居民为可能发生的大规模余震做好准备,并呼吁居民尽可能避免使用高速公路。当时任职于美国地质调查局(USGS)的琼斯制定了一项“战时应对方案”:一旦圣安德烈亚斯断层的特定区域发生6.5级或更高级别的地震,便立即触发自动响应机制,其中包括调动国民警卫队。

最终,那天并未发生其他大地震。