1960年5月22日,一场毁灭性的地震袭击了智利南部。10分钟内,地面剧烈摇晃,人们无法站立。道路上出现了裂缝,建筑物倒塌。美国地质调查局(USGS)的一份报告(在新标签中打开)引用了一名男子关于在地震及其后的海啸中幸存的经历,他最初认为冷战已经升级为核末日。
巴尔迪维亚地震以离震中最近的城镇命名,震级大约为9.5级,是之前或之后有记录的最大地震。但是,地震会不会变得更大? 。
地球科学家们说,答案是肯定的。然而,发生更大地震的可能性很低。虽然比9.5级更大的地震可能会发生,但它需要巨大的地壳一次性断裂—断层的运动既非常深又特别长。地震地质学家和科学传播者Wendy Bohon说,地球上没有多少地方可能发生这种情况。Bohon告诉《生活科学》,9.5级地震可能是地球能够产生的上限,而10级地震是极不可能的。
"这对好莱坞来说很好,但对地球来说并不现实,谢天谢地,"Bohon说, 。
震级是对地震中释放的能量的测量。它与地震的感觉略有不同,地震的感觉可能受人与震中的距离和地面状况的影响。Bohon说,同样的地震,站在松散的土壤和沙子上的人感觉会比站在坚固的基岩上的人感觉更强烈。
地震的震级取决于断层破裂的总面积。而这又取决于断层深入地壳的深度以及断层的水平长度。一个区域能断裂多大,是有物理限制的。最深的断层是在俯冲区,即一个构造板块在另一个构造板块下挤压的地方。不过,如果走得足够深,岩石就会变得非常温暖,它们是热的和粘稠的;它们不是断裂,而是弯曲的。虽然地震有时会发生在地球表面以下500英里(800公里)的深处,但根据美国地质调查局(在新标签中打开),大多数深层地震不会在表面产生太大的震动;在地壳上部几十公里的地震才是对人最危险的。
南加州大学的地震地质学家Heidi Houston(在新标签中打开)说,最能引发大型破坏性地震的断层是俯冲区的倾斜断层。这些倾斜的断层之所以被命名,是因为它们呈斜角而非垂直,有最大面积的岩石,可以相互粘连,形成应力,然后最终断裂。
"实际上,倾斜的断层平面的大小才是对最大地震规模的最大控制,而这些断层平面在俯冲区的环境中可以变得更大,"Houston告诉Live Science. 。
但是,一个断层段的长度也有限制,可以断裂。Bohon说,即使是俯冲区断层也不会一下子断开。通常情况下,会有一些东西阻挡,也许是海山(海底山脉),或者是岩石类型或岩石的几何形状发生了变化,使得断层的某一段比其相邻的一段更耐受压力。
休斯顿说,另一个影响地震规模的因素是断层移动或滑动的程度。通常情况下,断层上较小的区域比较大的区域滑动得少。因此,虽然5级地震可以滑动几厘米—这个距离不可能打破上面的地面—9级地震可能滑动66英尺(约20米)或更多。1960年智利的地震实际上增加了该国的面积,因为地面伸展的方式,智利大学的地震学家Sergio Barrientos经历了那次地震,他在2016年告诉NPR(在新标签中打开) 。
了解量级 。
地震震级表可能无意中掩盖了非常大的地震之间的差异。该量表不是线性的,而是对数的。它每上升一个单位,地面运动就增加10倍,释放的能量就增加32倍。Bohon喜欢用打破一捆意大利面条的比喻。如果折断一束面条就相当于5级地震,那么你必须折断32束面条才能释放出6级地震的能量。在这个意大利面条量表上,7级就像1,024股断裂,8级就像32,768股,而9级就像1,048,576股。
正如这个例子所显示的,8级和9级地震之间的差异,就释放的能量而言,比5级和6级之间的差异大得多。因此,将地震的震级从9.5级提高到9.6级,比5.5级和5.6级之间的断层断裂要大得多 。
休斯顿说,由于测量的不确定性,对于1960年智利地震是否正好是9.5级仍有科学争议。但是,休斯顿说,为了说明在震级表的这一端看似很小的数字的巨大差异,9.5级地震的强度是有史以来第二大地震的两倍以上,即1964年袭击阿拉斯加威廉王子湾的9.2级地震。
当然,理论上有一些行星灾难可能会导致更大规模的地震:例如,与小行星的碰撞。(一些科学家认为,6600万年前杀死非鸟类恐龙的白垩纪末小行星撞击引发了两位数规模的地震,尽管确定其规模是很棘手的。) 休斯顿说,在数十亿年的时间尺度上,地球当然可以看到这样一场灾难。但她说,在人类的一生中,发生大于9级的地震的可能性非常低。根据2022年的研究,根据地质证据估计的最大的古代地震也发生在智利,大约3800年前,其震级可能也是9.5级左右。
Bohon说,而且规模并不总是地震的致命性的最重要因素,至少对人类来说不是。较小的地震已经造成了许多人的死亡,只是因为击中了人口密集地区和建筑物容易倒塌的地区。智利的9.5级地震造成约2000人死亡,而1556年在中国陕西发生的估计震级为8级的地震被认为造成约83万人死亡。2005年,克什米尔发生的7.6级地震估计造成79000人死亡,2010年,海地发生的7.0级地震造成约22万人死亡。即使是1994年的北岭地震,仅仅是发生在一个以前甚至没有人注意到的断层上的6.7级地震,也造成57人死亡,数千人受伤,并因为影响到洛杉矶而造成价值数十亿美元的损失。
"这么多潜在的断层可能会发生破坏性地震,"Bohon说。"但人们只想到了大的那条。" 。