加州有一道裂痕。它绵延800英里，从南部的萨尔顿海一直延伸到北部的门多西诺角。它穿过葡萄园和地铁站，穿过电线和供水管道。数百万人生活和工作在这道裂痕旁，许多人每天（966条道路横跨这条线）都要跨过它。对大多数人来说，它几乎不值得一提。然而，就在一瞬间，这条圣安德烈亚斯断层线就可能毁掉生命，并使国家经济瘫痪。
在美国地质调查局（United States Geological Survey）提出的一项设想中，研究人员发现，圣安德烈亚斯断层发生大地震可能导致1800人死亡，55000人受伤，并造成2亿美元的损失。加州可能需要数年，近十年才能恢复。
从积极的一面来看，在过去几十年里，由于建造和维护横跨断层的基础设施，地质学家们得以近距离、深入地观察它，这为日益增长和广泛的研究工作做出了贡献。虽然未来仍然不确定（没有人能预测地震何时会发生），但生活在断层附近的人们比以往任何时候都准备得更充分。
断层的麻烦
地球上的所有陆地，包括海底，都分为相对薄的、易碎的岩石板块，这些板块漂浮在被称为地幔的更厚、更软的岩石层之上。其中最大的板块被称为构造板块，它们大致对应于地球的大陆和次大陆。
圣安德烈亚斯断层是这两个构造板块之间的边界。在加州，沿着断层，这两个板块——太平洋板块和北美板块——正在相互摩擦，就像你在拥挤的房间里经过别人一样。太平洋板块大致向西北方向移动，朝向阿拉斯加和日本，而北美板块则向西南方向移动。
在一个简化的、理想的世界里，这种移动会很容易、顺畅地发生。由于它覆盖的面积很大，并不是整个断层同时移动。中间部分移动相当顺畅，太平洋板块的一部分相对容易地滑过北美板块，科学家们称之为“蠕动”段。
问题出现在北部和南部的极端区域。当板块卡住或楔合在一起时，真正的问题就开始了。
灾难的景象
圣安德烈亚斯断层发生大地震摧毁西海岸的恐惧一直是灾难电影的丰富素材，包括《超人》，以及最近的《末日崩塌》。好消息是，这些电影中最糟糕的设想是完全不可能的。加州不会沉入大海，即使是可能发生的最大的地震，也达不到“巨石强森”所要面对的那种程度。
但灾难确实发生过。
1906年，圣安德烈亚斯断层北段，靠近旧金山市，断裂了近300英里，引发了一场大地震，导致火灾、房屋倒塌和数千人伤亡。死亡人数在700到2800人之间。
与此同时，断层的其他一些段，比如洛杉矶南部一段自1690年以来就没发生过大地震的地方，被认为是停滞的。几个世纪的能量正在积聚，随时可能释放。何时？没人知道。
最近的分析表明，在最坏的情况下，圣安德烈亚斯断层将产生里氏8.3级地震。这是一个对数尺度，6.0级地震是5.0级地震的十倍，7.0级地震是6.0级地震的十倍，以此类推。作为参考，2.5级以下的地震很少被感觉到。6.0级以下的地震可能会对建筑物造成一些损害，但不是重大事件。高于这个级别，事情就开始变得有趣了。美国有记录以来的最大地震是1964年发生在阿拉斯加的9.2级地震。
“那需要圣安德烈亚斯断层从南端到门多西诺角发生全面的断裂，”南加州地震中心（Southern California Earthquake Center）主任Tom Jordan说。他解释说，中间的蠕动段起到了缓冲作用，使得8.3级地震比其他一些可能性要小。
即使8.3级地震从未发生，科学家们也担心，沿着长期不活跃的南部断层发生断裂可能会是毁灭性的，而且该地区人口众多。1989年袭击旧金山的洛马·普列塔地震（Loma Prieta earthquake）只有6.9级，但却造成了数十亿美元的损失，导致3000多人受伤，63人死亡。
“圣安德烈亚斯断层靠近人们居住的海岸线，”Jordan说。沿海的平原，对洛杉矶等城市奠基者来说曾极具吸引力，是大量的沉积岩，在地震中可能成为巨大的隐患。
“尽管洛杉矶距离圣安德烈亚斯断层有30英里，但仍然会感受到非常强烈的地面运动，”Jordan说。“沉积物会像果冻碗一样摇晃。”
但即使是中等糟糕的灾难也可能导致数百人死亡，并摧毁经济。
Jordan这样的研究人员正在建立圣安德烈亚斯断层附近地质的巨大、极其详细的3D地图。这些地图可用于对断层上可能发生的任何地震情景进行详细评估。
2008年，美国地质调查局（United States Geological Survey）科学家Lucy Jones及其同事发表了“ShakeOut”设想，这是一份详细的报告，分析了如果断层南部发生一次大地震（7.8级）可能发生的情况。
就像1906年的旧金山地震一样，该地区的居民将在很长一段时间内没有电力和水源，并且在地震发生后，消防员将无法用水来扑灭因灾难而引发的火灾。而在加州目前干旱的情况下，地震后的火灾可能比摇晃本身更具破坏性。
躲过一劫
科学家们可能无法预测灾难会何时何地发生，但他们对可能发生的情况了解得越多，就越能更好地为任何事件做计划。去年冬天，洛杉矶市长Eric Garcetti宣布了一项名为“设计韧性”（Resilience By Design）的计划，该计划试图应对该市可能面临的巨大地震风险。
“我们很可能无法安然度过一个世纪（而没有大地震），”Jones说，她也领导了“设计韧性”小组。加固城市的生命线，如道路和公用设施，是一个巨大的优先事项。
幸运的是，加州北部已经有先例。
2002年，阿拉斯加的德纳利断层（Denali fault）发生断裂，引发了7.9级地震，这是该国150年来记录到的最大内陆地震。而横跨该断层的正是阿拉斯加输油管道（Trans-Alaska Pipeline），这是一段800英里长的基础设施，每天运送55万桶原油穿越近乎原始的苔原。
“这是从未发生的最大的生态灾难。”Jones说。
输油管道的设计能够适应地壳的移动，因此，尽管在2002年的地震中地壳移动了多达18英尺，但管道并未破裂，从而避免了严重的原油泄漏。为了避免破裂，工程师们将管道的地上部分设计成有意的锯齿形，而不是直线，从而赋予管道柔韧性。管道本身也可以滑动。管道的一部分不是固定在永久冻土中，而是放在特氟龙涂层的“鞋”上，这些鞋子放在巨大的钢梁上，钢梁垂直于管道。在地震发生时，管道段可以在钢梁上滑动，就像火车车厢在轨道上一样，而不会断裂。
下一次地震
在加州，水管和电线可以采用类似的柔性设计或进行改造。研究人员甚至在研究建造抗震房屋，这些房屋可以前后滑动而不是倒塌。与传统的房屋不同，传统的房屋建在基础上，这些抗震房屋建在由钢材制成的滑轨上，这些滑轨就像阿拉斯加输油管道一样，可以在晃动的地面上滑动，而不是断裂。
万物互联（internet of everything）在这里也发挥着作用。未来，散布在南加州地貌上的设备网络可以监测地震的发生。这个地震监测网络可以在地震传播过程中发出警报，为公用事业公司争取宝贵的几秒钟时间来关闭管道阀门、断开电源以防止损坏，甚至向手术室发出警报，允许外科医生在摇晃开始之前将手术刀从患者身上移开。
加州已经有一个地震监测网络，但需要更多的地震传感器和技术开发才能将这个新兴网络提升到新的水平。不幸的是，这些发展需要资金，而获得足够的资金来构建下一个系统一直很困难。
一个真正强大的预警系统的成本估计仅加州就需要8000万美元，而整个西部海岸则需要1.2亿美元。但资金稀缺。今年早些时候，奥巴马总统承诺了500万美元。旧金山的公共交通系统已经在使用首批传感器，以便在发生地震时减速列车。
要了解加州的未来可能是什么样子，只需向西看日本，那里即使是最快的火车在地震的最初迹象下也会停下，电梯会让人下车，人们会在广播、电视和手机上收到警报。
Jones说，类似的措施也可以在洛杉矶附近采用，使该市能够从圣安德烈亚斯断层可能给该市带来的最坏地震中恢复过来。
拉尔夫· Waldo·爱默生曾说过：“我们在地震的第二天早上才学习地质学。”幸运的是，对于洛杉矶来说，从地质学家到城市和应急规划者，许多人都无意等到那时。
加州的地震集中在其断层线上。这是该州20世纪最强烈地震的震中。尽管圣安德烈亚斯断层真正的大型地震很少见，但它仍然是一条非常活跃的断层线，沿线分布着许多点。
该动画包括1900年1月至2015年7月间加州所有4.2级及以上的地震。圆圈的大小代表地震震级，颜色代表日期，最早的地震为黄色，最近的为红色。圣安德烈亚斯断层显示为贯穿该州左侧的一条红线。更好的地震传感器可以探测到较弱的地震，所以早期动画中没有显示较弱的地震。
