超

速

地震超速

那地震超速呢？

后果严重！

汽车超速

地

震

超

速

近年来，我国道路交通事业有了巨大的飞跃，为国民经济的发展和社会的进步做出了巨大的贡献。

但与此同时，我国面临的道路交通安全形势也异常严峻，每年发生的道路交通事故和由此造成的人员伤亡非常突出。

其中，超速行驶是最主要的交通事故原因之一。

我们都了解汽车超速行驶会造成驾驶员反应距离延长、反应能力下降、制动距离延长，加重事故后果等严重后果。

那……当原本就危害巨大的地震超速“行驶”，会发生怎样的情况呢？

Section 1

首先我们来看地震波的传播速度：即使是最慢的普通波——瑞利波，也可以每小时超过7000英里【1英里约等于1.6千米】的速度围绕地球传播。而最快的纵波（P波）则可以18000英里/每小时的速度穿过地球内部——与国际空间站上的宇航员绕地球运行的速度大致相同。

再来看地震破裂的速度：在震中处岩石快速破碎，破裂以比超音速飞行中的喷气式飞机更快的速度传播。

与传统上的认识不同的是，地震并不是我们通常看到的投射在地图上简单的一个点。这些被称为“震中”的点，仅指示地震破裂过程起始位置投射在地表上的点。

根据震级的大小，这种破裂可能达到数十甚至数百英里长。对于5级的较小地震，破裂通常仅延伸几英里。而在1906年旧金山7.9级大地震中，圣安德烈亚斯断层在圣克鲁斯东部和洪堡县的门多西诺角北部终点之间破裂，破裂距离近300英里。

在有史以来最严重的地震之一，即2004年的苏门答腊9.2级大地震中，破裂延伸了750英里有余，几乎和加利福尼亚州一样长。

Section 2

在地震时，断层不会立即破裂。相反，从震源开始，断层对侧上的岩石之间的连结会沿着断层线快速断裂。这个过程类似于拉开拉链，就像拉链不会一下打开一样，断裂也不是瞬时的。此外，拉链会沿着联锁齿打开，就像断裂会沿着断层破裂。

拉链的打开速度取决于操作者拉动拉锁的力。同样的，在一次地震中，破裂速度由岩石的物理参数控制。通常情况下，地震破裂的速度会稍慢于地震波传播的速度，但这个速度仍然是干燥空气中声速传播的十倍左右。

长久以来，地震学家一直认为破裂速度存在理论上的限制。尽管在非常高的压力下进行的一些实验室测量以及在实际地震期间的一些观察结果表明这个速度可能会更高，但瑞利波的速度通常被认为是任何破裂传播的速度极限。这个极限可具象为每秒2英里（约3.2公里）或每小时7,200英里。但现在有证据表明，地震确实可以打破这个假定的速度限制。

Section 3

研究发现，在2018年 9月底印度尼西亚苏拉威西岛上的帕卢市发生的7.5级地震中，破裂传播的速度超出了以往认为的速度极限。来自加利福尼亚大学洛杉矶分校的Han Bao和他的同事使用远震测量方法，得出了接近3英里每秒的破裂速度，而利用卫星观测手段的法国格勒诺布尔大学的研究人员得出了类似的结论。

图注：这张垂直剖面图截取了地壳顶部的16英里，显示了2018年9月28日印度尼西亚帕卢7.5级地震期间地面移动的距离。

横轴代表南北向延伸的约100英里的帕鲁-科罗断裂带。绿色区域代表没有滑动，而最暗的棕色区域显示了最大滑动超过15英尺的区域。这几个区域分别标注在A，B和C下，在这几个区域中，地震的破裂可能超过了理论上的“速度限制”。

这种情况是如何发生的呢？目前，有两种主流的解释。原因之一是帕鲁-科罗断层从北向南笔直地破裂了约100英里，中间没有弯曲或小跳跃。因此，就像汽车在直线高速公路上的行驶速度要比在弯道高速公路上行驶要快得多，破裂可能会沿着非常直的断层线加速。

高速地震破裂的另一个原因可能与沿着断层直线部分的摩擦力有关。这一部分的摩擦力，或者称“快速运动的阻力”似乎相当低，因为在破裂传播过程中初始构造能量的损失较少。

Section 4

大家也许会问，地震破裂的速度有多快对我们有什么影响？确定地震能否打破速度极限不是纯粹的学术兴趣吗？答案还真的不是。

拿现实中的车祸来打比方：如果汽车以低速（例如每小时10英里）撞向墙壁，车辆可能只会受到表面损坏。而以每小时50英里的速度行进，类似碰撞可能会产生致命的后果。

与此一样，快速破裂的地震会带来更强大的冲击力，而更多的能量会对建筑物和基础设施造成更严重破坏。对地震破裂速度的研究，也是为减少地震危害，减轻人员伤亡做出的尝试和探索。

资料来源：

图文：戴怡茹

本文转载自：地震三点通