浙江
科學家通過物理建模重建了過去一千年的地震活動史，發現南加州多條重要斷層目前正累積著異常高的構造應力。這些能量主要集中在圣安德烈斯斷層和圣哈辛托斷層一帶，它們共同承擔著太平洋板塊與北美板塊之間的相對運動。在洛杉磯東北方向的卡洪山口，兩條斷層會聚成一個構造復雜的交匯區，長期以來令地震學家高度關注，因為一條斷層上的破裂在此處有可能“跨越”到另一條斷層上。
自1857年震級7.9的福特泰洪地震以來，洛杉磯地區再未經歷類似規模的大地震，但深部地殼中的應力持續緩慢積累。這段長時間的“相對平靜”在研究人員看來并不意味著安全，而是潛在風險不斷攀升的信號。最新研究由伯爾尼大學物理研究所空間研究與行星科學部門的莉莉安娜·布爾克哈德博士領銜，聯合夏威夷大學馬諾阿分校、美國地質調查局帕薩迪納地震科學中心以及加州大學圣迭戈分校斯克里普斯海洋研究所等機構共同完成。
團隊構建了一個“四維”的地震循環物理模型，用以模擬斷層在三維空間與時間上的演化過程，并向模型輸入了約千年的地震事件序列。這一歷史記錄來自多種地質與環境線索，包括放射性碳年代測定、年輪異常以及歷史地表破裂記載等，從而盡可能還原大型地震發生的時間和規模。模型逐次追蹤每一次地震對鄰近斷層段應力分布的改變，記錄地震間歇期應力的持續積累，并模擬地殼較深部位在大地震之后的緩慢松弛過程。
模擬結果顯示，目前南加州相關斷層的構造應力已達到甚至超過過去一千年中的最高水平。研究特別提出卡洪山口是一個典型的“地震之門”，即這種斷層交匯區在關鍵時刻會決定一次大型破裂究竟止步于某一條斷層，還是貫穿兩套斷層系統，演變成規模更大的聯動事件。歷史上，兩種情形都曾出現：1812年的賴特伍德地震穿過卡洪山口，連續破裂了圣安德烈斯與圣哈辛托兩條斷層；而1857年的福特泰洪地震則在此處終止，未繼續波及圣哈辛托斷層。
布爾克哈德指出，卡洪山口并非簡單地“阻擋”或“引導”地震，而是對不斷變化的應力狀態作出響應。研究發現，決定破裂是否可以跨越“地震之門”的關鍵，不僅在于某一條斷層上的應力大小，更在于兩套斷層系統的應力是否同步升高。當圣安德烈斯斷層與圣哈辛托斷層同時處于高應力狀態，并且應力量級相近時，更有利于形成跨越兩者的大型貫通破裂；相反，如果兩者應力不同步，破裂更可能在交匯處終止。
根據當前模型估算，圣哈辛托－伯納迪諾段上的庫侖應力約為3.6兆帕，高于模擬一千年中出現過的任何數值。與之相鄰的圣安德烈斯斷層莫哈韋南段應力約為2.8兆帕，同樣處于高位且與前者差距不大。這種兩條斷層段同時高度受載且應力相近的格局，在過去記錄中往往對應于跨越兩套斷層的大型破裂事件，這令研究團隊對未來區域地震情景尤為警惕。
如果未來一次大地震的破裂從圣安德烈斯或圣哈辛托斷層一側起始，并成功跨過卡洪山口聯動兩套斷層，其影響將遠超局限于單一斷層的事件。受威脅區域包括美國人口最稠密、基礎設施最集中的一些走廊，如大洛杉磯地區、圣伯納迪諾、里弗賽德以及科切拉谷等?？ê樯娇诒旧硎侵匾煌ㄒ?，承載多條高速公路、鐵路以及能源輸送干線，一旦遭遇貫通性破裂，將對交通和能源網絡造成嚴重沖擊。
布爾克哈德表示，何時以及以何種方式發生下一次南加州大型地震，是應用地球科學領域最緊迫的問題之一。團隊開發的物理模型為當前斷層系統的應力狀態提供了更清晰的量化圖景，并且這一分析框架不僅適用于加州，也可推廣到全球其他復雜斷層交匯區，用于評估潛在地震風險。她同時強調，本研究并非對地震發生時間的直接預報，而是指出目前系統已處于“臨界受載”狀態，各種可能情景需要納入防災減災規劃之中。
在研究者看來，通過類似的物理建模手段，人們可以更好地理解長期構造應力的積累過程以及關鍵斷層交匯區的“門控”作用，從而為危險性評估、基礎設施選址與加固以及應急準備提供科學依據。相關論文以“卡洪山口與南圣安德烈斯斷層系統：地震循環應力累積與當今受載狀態”為題，刊登于《地球物理研究雜志：固體地球》上，由伯爾尼大學及多家美國研究機構聯合署名，并獲得加州州級地震中心及美國國家科學基金會等多方資助
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