岩石的平衡行为为地震研究提供了新见解

摇摇欲坠的岩石:一种不同寻常的PBR
How does this formation survive earthquakes?
全凭运气。这片岩石景观位于内华达州塞尔奇希特附近。Nick Hinze / 内华达州矿产和地质局

在一次大地震中,人们普遍认为大型不稳定的物体在剧烈摇晃中往往会倒塌。但并非总是如此。在加州一个靠近著名的圣安德烈亚斯断层的地区,有一些脆弱的地质构造,它们在强烈的历史性地震中屹立不倒。

这些被称为“摇摇欲坠的岩石”(PBRs,与啤酒无关)的岩石已经平衡了 10,000 年,这段时间内该地区发生了 50-100 次大地震。那么,它们为何依然屹立不倒呢?在一篇新发表于《地震学研究快报》(Seismological Research Letters) 的论文中,研究人员发现,圣安德烈亚斯断层和圣哈辛托断层之间的相互作用可能是解开这个谜团的关键。

“这是一个真正的科学谜团,一个令人费解的问题,”作者 Lisa Grant Ludwig 在一份声明中说。“你怎么能让这些岩石就在圣安德烈亚斯断层旁边呢?这是一个有趣的科学问题,但它也具有实际意义,因为我们希望我们的地震危险图尽可能准确。”

地震危险图有助于城市工程师和设计师了解一个地区可能存在的风险。它们可以影响建筑规范、工程决策和应急计划。

但为了弄清楚一个地区可能遭受何种程度的摇晃,地质学家必须研究过去发生过多少次摇晃。一种方法是观察 PBRs,看看需要多大的力量才能将它们推倒,这可以告诉他们岩石过去能够承受的最大摇晃程度。如果发生了一场超过该力度的地震,这些岩石就不再是摇摇欲坠的了……它们就只是一堆岩石。研究人员查看这些岩石在倾倒前能够承受多大力的测量方法相当直接。

“有两种方法可以做到这一点,其中一种是actually尝试去推倒它,”这项研究的作者之一 Lisa Grant Ludwig 告诉《BBC》。“如果我母亲知道我在做这件事,她肯定不会高兴……你永远不想在推倒它的时候站在下坡方向。”

通过这种方法,研究人员非常小心,没有真正推倒他们检查的 36 块岩石中的任何一块,这种行为可能会让他们惹上大麻烦。去年,两名童子军领队因推倒犹他州的一处脆弱地质构造而被判处重罪

研究人员使用的风险较低的方法涉及对岩石进行详细测量,然后通过详细计算和虚拟模拟进行处理。在所有数据都收集完毕后,他们得出结论,岩石之所以仍然屹立不倒,是因为断层之间的相互作用。在科学家们研究的区域,两条断层之间的距离很小(约 1.2 英里)。研究人员认为,这个距离是一个断层阶梯或断层越段,即一条断层上的地震可能会受到邻近断层存在的影响。由于两条断层如此接近,其中一条断层的存在可能会通过转移能量来阻止另一条断层不受控制地继续延伸。两者之间的相互作用可能会减轻该区域的摇晃程度。

但是,断层阶梯仍然是深入研究的领域,尽管研究人员认为这种相互作用可能在过去阻止了剧烈摇晃(如仍然屹立不倒的 PBRs 所证明的那样),但它也可能在未来导致其他地区发生更剧烈的摇晃。

“这篇论文表明,我们可能需要考虑涉及圣哈辛托断层和圣安德烈亚斯断层共同断裂的影响,这可能影响的人群比仅影响圣安德烈亚斯断层或仅影响圣哈辛托断层的人群更多,”Grant Ludwig 在一份声明中说。

两条断层之间的相互作用是否有可能减轻或加剧加州下一次涉及其中任一断层的大地震的摇晃程度,取决于大量因素,例如地震的起始位置、地震传播的方向等等。在做出任何预测之前,还需要进行更多研究。

在此期间,圣安德烈亚斯断层附近的岩石继续上演着它们的平衡表演。

Precariously Balanced Rock
Lisa Grant Ludwig
Fragile rock
Lisa Grant Ludwig
Rock Stack
Lisa Grant Ludwig
 

更多优惠、评测和购买指南

 
© .