强烈地震能使断层在几秒内剧烈地裂开与闭合

贯穿中亚的断层线的鸟瞰图。

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在美国地质调查局(United States Geological Survey，USGS)的官方网站上，可以发现一个相当好奇的问题：“地震期间地面会裂开吗？”这问题读起来，唤起了好莱坞电影的影像，地面裂开，吞噬所有的汽车和人。

“断层”，在反应一开始，“不会在地震期间裂开。移动是沿着断层面发生，而不是垂直于它。如果断层裂开，地震不会发生，因为没有摩擦将它们紧密衔接在一起。”

然而，发表在自然期刊(Nature)一篇相当惊人的新研究，提供了证据来反驳。在地震期间，断层不仅可以横向地裂开和闭合，而且还能像狮子的大嘴一样地快速而猛烈。

加州理工学院(Caltech)和巴黎高等师范学校(École Normale Supérieure，ENS)的一个工程师团队查看在2011年产生真正破坏性海啸的9级日本本州东北地方大地震，在这种情况下，大量的水被逆断层(thrust fault)推向前，在那里，一大块的地壳被推到另一块的上方。

有这么多的能量涉入到这个所谓的“巨型逆断层(megathrust)”地震，这个团队好奇是否有可能不是这两块地壳相互用力挤压，而是实际上在每一点都是分开的。标准地震模型明确地防止断层像这样地裂开，因为它被认为在物理学上是不可能的。

为了研究这点，他们转而致力于加州理工学院的“地震风洞(Seismological Wind Tunnel)”，这是一个高速的先进光学设施，可以模拟和精确地观察实验室产生的地震。

使用逼真的不完整透明块(来模拟破碎的断层线)和压缩单元(来复制断层的地壳构造压力)，这个团队在中心处放置一个小型保险丝，来模拟地震的触发。一旦引爆，他们观察应力波(stress wave)传递通过透明块，并且小心地跟踪透明块的反应。

图示为根据电脑模型显示在地震期间逆断层的上盘(右)如何扭转远离下盘(左)。Harsha Bhat奇闻呀 WWW.qiWEnYA.com

令人惊讶的是，当应力波到达断层表面时，高速相机在断层快速闭合前拍摄到它的裂开。相同类型逆断层地震的类似电脑模拟，证实了他们的怀疑。假设有足够的能量，这些特定的断层能够横向断裂，无论它们是与大气层接触、还是深埋在水下。

虽然裂开与闭合发生在非常短的时间内，或许不超过几秒钟或更短，这让人联想到直接在断层线上生活的城市，比以前所想的更为危险。

当它发生在水下时，如同2011年在日本本州东北地方的地震，这种突然的断裂很可能比只是一般的逆向运动移动更多的水，最终产生更强大的海啸。