Predicting earthquakes by analyzing sliced fault
文/方 靖
断层是地壳中的一个裂口或破裂带，与它相邻的岩体会发生相对运动。当断层两侧发生大规模位移的时候，就会发生地震。例如，2010年1月海地大地震就是恩里基洛－卜勒汀戈登断层发生位移的结果。该断层北部的戈纳夫岛小板块向西移动，而南部的加勒比板块以8毫米每年的速度向东移动。这种两边板块相对位移方向与断层走向平行的断层，叫走向滑动断层。
位于美国加利福尼亚州的圣安德列亚斯断层是目前科学家研究最多的断层。它全长1050千米，也是一个走向滑动断层。地震学家和地质学家正在详细研究断层两侧的板块，以了解更多关于地球内部的动力学，从而更好地预测地震。
样本采集
构造运动中板块间的相对位移会增加地壳内部的应力，从而有可能导致地震。为了研究地壳内部的应力变化，科学家们在地下深处建立了圣安德列亚斯断层观测站。它位于圣安德列亚斯断层的正上方距地表近3千米处，里面安装了各种地震观测仪器。2007年，研究人员采集到大约1吨的岩石样品。这是有史以来第一次在主要断层深处采集到地震发生时的样品。
位移缓慢
自1690年以来圣安德列亚斯断层发生了4次非常剧烈的地震，但并不是所有断层的位移都这么猛烈。一部分板块持续以很低的速度移动，如北美洲板块每年相对于太平洋板块向北移动2.54厘米。美国地质调查局的科学家研究了从圣安德列亚斯断层深部获得的岩石样品，发现那些缓慢移动的截面上含有一种很软的矿物滑石，它们可能就是因为滑动摩擦而形成的。
早期预警
长期预警依然是遥不可及的目标，但是断层附近的观测却能为即将发生的地震提供一些蛛丝马迹。2008年，研究人员检查了来自圣安德列亚斯断层深部的数据，发现地震发生前数小时内，地震波穿过断层岩石发生了一些细微的改变。南加州地震中心预测，未来30年内加利福尼亚州有46%的可能出现7.5级以上的地震。
震后影响
强烈的震动会持续影响断层带，并造成新的断裂和应力变化，从而使这些地区面临新的地震威胁。科学家通过对地震频发的圣安德列亚斯断层长达6年的研究，发现2004年的帕克菲尔德地震导致浅层岩石层发生新的破裂和断块，使得在随后3年内该地区出现了更多的震动。
