你可能忘了是誰最終成為1989年世界職業(yè)棒球錦標賽的冠軍,但是你可能還記得那次中斷了舊金山Candlestick公園3場比賽的7.1級地震。大多數(shù)研究人員已經(jīng)認定該地震發(fā)自圣安德烈斯斷層上一個罕見的弱斷層的斷裂。然而,最近,通過對那次地震的余震重新研究后得出完全相反的結論:提出該斷層當時是正常強度。如果情況確實如此,它將關系到科學家們在這個地區(qū)如何制作地震活動性模型等問題,該課題研究人員說。
曾給加州造成十億美元損失的洛馬普列塔地震是自1906年舊金山地震一來北加利福尼亞發(fā)生的最大的一次地震,引起很多科學家的關注,通過對該地震的余震的研究,他們認為發(fā)生洛馬普列塔地震的斷層是“弱”斷裂。弱斷層對應力、受力斷層的反應與強斷層相比有很大差別:它將隨著比強斷層小的移動的應力移動并發(fā)生地震。以前研究人員運用可用于計算斷層是強是弱的評估應力分布的移動模型對于鎮(zhèn)進行“反演分析。”就洛馬普列塔地震事件而言,這些反演分析結果表明最大的主應力幾乎與斷層垂直,可能導致小移動應力到斷層上。這就致使很多人得出該斷層是弱斷層的結論,而少數(shù)研究人員堅持認為這種分析是不正確的,始終認為發(fā)震斷層是強斷層。
最近,加州大學戴維斯分校的地質(zhì)學家Robert Twiss、加州沃爾納特里克地球科學家William Lettis聯(lián)合咨詢公司的地質(zhì)學家Jeffrey Unruh認真研究了那場地震的余震后也加入到這場爭論中。“我們對余震的研究結果與以前的研究結果完全不同。” Twiss說。
Twiss和Unruh采取與以往不同的方法研究余震。他們沒有像以往那樣將反演分析的結果解釋為應力,而是更直接地解釋為應變。應力與受力斷層有關,盡管應變隨由于應力的結果而造成的斷層巖體形狀的有效變化而變化,而當它受力時,就像彈簧一樣變長了。因為反演分析基本上確定的是應變,他說,將它們解釋成應力需要基本的應力和應變是怎樣相互作用,在這種情況下又沒有繼續(xù)下去的假設。
為了作出獨特的反演分析結果,Twiss和Unruh制作了一個3D余震動畫滑動模型,并且說他們將1000多個余震分成17個組,就像在《美國地質(zhì)學會》(9~10月)會刊中寫的那樣。他們沒有像往常那樣將編在一個組里的余震進行反演分析,Twiss和Unruh分別研究了每一個組的余震以確定整個斷層的應變分布。“研究結果表明應變分布與具有地殼巖石強度的斷層非常一致,”對此結果感到驚訝的Twiss說。
數(shù)年來一直認為強斷層層位的紐約哥倫比亞大學地震物理學家Christopher H.Scholz對此結果并沒感到驚訝。“他們做了件了不起的工作,”他說。“確實可以把地震分開,”把那些余震分成若干組,余震之間數(shù)據(jù)差別很大。如果應力場的特征是相同的,那么就能確定同一組余震是一起發(fā)生的,但是,這種情況相對于洛馬普列塔地震而言,事實卻不是這樣,Scholz說。Twiss附和道:當你將所有余震放在一起研究時,你必將忽略一些細節(jié),斷層就呈現(xiàn)出弱的一面。
但是,不是每個人都認為該斷層當時屬強斷層。“我不贊同這一研究結果,”在位于加州帕洛阿托的斯坦福大學的地質(zhì)學家Mark Zoback說。Zoback與他斯坦福大學的同事Greg Beroza已經(jīng)對洛馬普列塔地震進行過反演分析,他們認為該斷層屬弱斷層。他不同意Twiss和Unruh將這種分析結果解釋為應力。“技術工作的基礎作的很好,”他說,而且50多年來一直在沿用這種技術,成功解釋了很多震例。已知的常規(guī)斷層機制,Zoback說,弱斷層僅僅是說明解釋洛馬普列塔地震以及其余震的這種復雜滑動模型的一種方法而已。
Twiss說他們的研究結果絕不是最終答案,這僅僅是拋磚引玉。但是,他希望那些嘗試了解這場爭論的人們重新評估弱斷層的假說,特別是可能影響該地區(qū)的研究人員模擬地震活動性。“很遺憾,這個問題還沒解決,”Scholz說,但“我希望他們激勵其他人詳細研究這些數(shù)據(jù)。”