美国加州圣安德烈亚斯断层压力达千年高位 被指“临界加载”

美国夏威夷大学马诺阿分校的地球科学家最新研究显示，贯穿加州约750英里（约1200公里）的圣安德烈亚斯断层及其南部的圣哈辛托断层当前处于“临界应力”状态，整体压力水平已升至过去一千年来的最高点，这显著提高了美国西海岸发生强烈地震的可能性。

研究团队利用基于物理的数值模型，并结合长达一千年的地震历史数据，对上述两大断层系统及其交汇区域卡洪峡（Cajon Pass）的应力累积状况进行了重建和评估。 论文第一作者、夏威夷大学地球物理与行星学研究所研究员莉莉安娜·布尔克哈德（Liliane Burkhard）表示，多段断层目前的应力水平“已达到或超过过去一千年观测到的最高值”，区域系统可能具备一次贯通圣安德烈亚斯和圣哈辛托两大断层的大型破裂的条件。

研究提出了“地震闸门”（earthquake gate）的概念，用以描述卡洪峡在两大断层之间所起到的关键枢纽作用。 在某些情形下，当一条断层的应力显著高于另一条时，卡洪峡可以起到类似“安全阀”的作用，阻断大规模破裂在两条断层之间传播，从而限制单次地震事件的规模和影响范围。 然而，当两条断层的应力水平在破裂发生时高度接近并同步升高，卡洪峡则有可能“开启闸门”，允许破裂跨越两大断层，演变为一次覆盖更大范围的联合地震事件。

布尔克哈德指出，当前测算结果显示，加州南段圣安德烈亚斯断层自1857年“福特特洪地震”（Fort Tejon earthquake）以来已近160年未发生类似规模的大破裂，期间缺乏足够的应力释放，这使得系统“处于一个临界加载状态”。 模型显示，在这种高压且长时间未释放的背景下，如果卡洪峡“闸门”打开，圣安德烈亚斯与圣哈辛托两大断层可能在一次事件中同步破裂，洛杉矶、圣伯纳迪诺等人口稠密地区将面临严重震害风险。

研究还重申了板块构造运动的基本机理：在圣安德烈亚斯断层带，太平洋板块与北美板块沿断层以每年约1至2英寸的速度相对滑动。 当板块在接触面局部“卡住”时，应力会在这些“卡点”持续积累，直至某一时刻断裂面突然滑移，释放巨大能量，并以地震波形式向地表传播，这正是人们所感受到的地震。

文章对比了不同构造环境下地震活动的差异。 例如，在台湾东部延伸的米仑断层带（Milun Fault Zone），欧亚板块与菲律宾海板块之间存在持续“蠕滑”，当地居民每年可感受到数百次地震，绝大多数震级在3.0至5.0之间，较大地震相对少见。 作者以自身在台湾北部生活的体验指出，这种频繁但规模较小的震动意味着区域应力得以经常性释放，从而降低了发生特大“超级地震”的可能性。

相比之下，圣安德烈亚斯断层某些区段长期未发生大规模破裂，压力在深部不断堆积，在科学界看来，“大地震”已不再是“是否会发生”的问题，而是“何时会发生”的时间问题。 研究人员强调，他们的工作并非对具体地震时间作出预测，而是通过严格的定量模型，为数百万人的地震风险评估、基础设施规划和应急准备提供更加清晰的情景参考。

布尔克哈德表示，基于物理的模拟为理解不同断层段之间应力耦合关系提供了重要工具，有助于厘清类似卡洪峡这样的关键节点在决定破裂规模与路径方面所发挥的作用。 她指出，当断层系统整体处于“临界加载”状态时，应急管理和基础设施建设部门需要认真对待各类潜在情景，从建筑规范到城市韧性规划都应纳入这种大型联合破裂的可能性。

该研究成果已发表于《地球物理研究杂志：固体地球》（Journal of Geophysical Research: Solid Earth），由夏威夷大学对外发布相关信息。 研究团队认为，尽管现有科学仍无法精确预测地震发生的时间与地点，但通过不断完善模型和累积观测数据，人类可以在风险认知和灾害防控层面“领先一步”，为美国西海岸乃至全球地震带上的城市提供更有依据的决策支持。

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