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【专家预测】加州还会有大震 北加需小心7级 南加要预防8级

10月14日、15日加州湾区附近接连发生两次超过4.5级的地震,引发大震关注。(图片:网络图片)

【专家预测】加州还会有大震 北加需小心7级 南加要预防8级

【希望之声2019年10月17日】(本台记者馨恬采访报道)10月14日晚间10点33分左右,湾区发生4.5级地震,震中在东湾Contra Costa县的Pleasanton,不过从东湾到南湾和旧金山都有震感,而且据美国地震局USGS)说,2点几级的余震有至少20多次。而10月15日中午12:43左右,圣荷西以南大约50英里外的Holister又发生了4.7级地震。这两次地震发生在距旧金山Loma Prieta大地震30周年纪念日的前两三天。1989年10月17日的Loma Prieta地震为6.9级,当时造成北加州63人丧生。

加州可以说是坐落在地震带上,其中有一条主要的断裂带 San Andreas Fault约750英里(1300公里)长,它是位于太平洋板块和北美洲板块交界处的错动性板块,几乎跨越南北加州,是地球上地层活动最活跃的断层之一。近年来地震学家一直在警告,北加州面临7级或以上的大地震几率很高。

那么最近这两次的地震发生在哪条地震带上?

接连发生的小地震会不会是更大地震的预兆?而之后20多次的小余震说明什么问题?

南北加州发生7级甚至8级地震的几率有多大?

本台《新闻看点》主持人馨恬采访了加州地震研究中心、南加州大学地球科学系的郦永刚教授,请他为我们进行分析。

 加州地震研究中心、南加州大学地球科学系教授郦永刚 (图片来自南加州大学)
加州地震研究中心、南加州大学地球科学系教授郦永刚 (图片来自南加州大学)

主持人:请问10月14日晚上4.5级地震是发生在哪一个地震带上?

 10月14日加州湾区发生的4.5级地震发生在Calaveras断裂带上。(网络图片)
10月14日加州湾区发生的4.5级地震发生在Calaveras断裂带上。(网络图片)

郦永刚:那个断裂带叫Calaveras,这条断裂带实际上是什么呢?它是San Andreas往北走的时候,分了两条主的断裂: 一条是从西边过硅谷(Silicon Valley)和Santa Cruz那个交界的地方,哗一下就到海底下去了,那个就是1989年Loma Prieta大地震震过的,6.9级,这条线应该是近期不大会再震了。东边那一条分支就是Hayward断裂带了。

San Andreas断裂带主段地带大概就在Holister这个地方就分成两支了,一支就是从Holister往北走,这条叫做Hayward 断裂带。往北走就是2014年的South Napa地震,实际上就是这条Hayward 断裂带。它往北走过了Norma Bay往北的话,就象扫把一样,它分成了好几个分支,Napa那个地方是一个分支;它往东另外一条就是这一次地震的叫做Calaveras断裂带,也是比较活跃的。Calaveras它是从Holister那个地方差不多就错开来了,真正的Holister市中心,它就在14号晚上和15号这两个地震带上面。它往北过去的话,就到了2014年Napa那个地方发生的地震。Napa就正好夹在San Andreas的Hayward 跟Calaveras 断裂带中间。这条就是Napa。Napa往东10公里就是Calaveras断裂带,也是比较活跃的,过去几十年里也有6点几级地震发生过。

我们比较担心的就是,因为Napa 2014年发生过地震,它这条断裂带是一条小的分支,就是Holister往北走,到了Napa那个地方,两条中间就是我们叫做West Napa的断裂带, 就是2014年来的那个6级地震的地方。它的东边14公里就是Calaveras断裂带,它的西边11公里就是Hayward 断裂带,它是夹在两个断裂带中间的。

所以我们还是担心,因为能量。美国地震局USGS)在1989年以后,他们做了预测是在25年到30年里边,应该有一个6.5级以上的地震。但是2014年,它才来了个6级的,所以能量还没有完全释放过。所以这一带是比较吃紧的,就是说,后面这几天里面,如果来一个6.5级以上地震的话也不奇怪,因为确实2014年的能量没有释放完。

主持人:这几年来很多的地震专家包括郦教授都讲过这个Hayward断裂带,是大家非常关切的重点。

 Hayward断裂带近年来被地震专家们认为是能量集中的断裂带,引起专家们和民众的关切。(网络图片)
Hayward断裂带近年来被地震专家们认为是能量集中的断裂带,引起专家们和民众的关切。(网络图片)

郦永刚:Hayward断裂带更吃紧,相对来说,因为它每年的走速比Calaveras要快,就是相对它的板块移动,沿着Hayward断裂带的移动,每年差不多10公分,比Calaveras要快好几倍了。所以能量应该是在集中在Hayward断裂带。

你说的那个10月15日Holister地震,这个很难说是在哪个断裂带上,因为这个地方正好是Y型的分支的地方,两个断裂带也分不清楚(哪个是哪个),因为在10公里以下嘛,到底两个是相交呢?还是没相交?很难说。实际上就是从构造上来说,的确要小心,因为4.5级也可能是前震,也有可能的。

 主持人:这两次4.5级、4.7级的地震,会不会是更大地震的一个前兆呢?还是说主要的地震已经震过了?

郦永刚:最近的两三天里边就看它的了,这种可能性现在还是蛮高的,现在它的数据没公布,但是肯定他们(USGS)在计算那个ETAS (The epidemic-type aftershock sequence) model,就是根据现在的证据推算今后72小时或48小时里边发生比现在4.7级还要大的可能性是多少,可能性有百分之几。现在具体数字我没看到,还不好说。一般情况下,平时ETAS model算的话,就是说,发生这种4.7级以上地震,在这个区域可能只有千分之零点几,千分之一好了。但是现在一个4.5,一个4.7发生以后,在东湾这一区块里边(East Bay),就是这一带的话,发生比4.7还要大的可能性可能是2%、3%,比平时要高得多了。随着时间的推移就看72小时里面它的一些余震的规律有没有异常,48小时里面有没有异常。如果最终的数字是增高的,那风险就大;如果它恢复到从2%、3%降到小于1%,降到千分之几的话,那就比较放心了,那4.7级就是主震了,不是前震了。

主持人:这个ETAS model是怎么计算的?

郦永刚:它是根据过去在这个区域里几十年发生过的地震的目录(Catalog)里边用统计的办法计算,就相当于云计算一样,就象那个气象预报一样的,就是它有一种模式(pattern), 一种规律性。比如说过去发生4.7级以后,比4.7级还要大的这种情况,用过去记录下来的几十万个地震做统计的数据来计算,找到它的规律,这叫ETAS model,美国地震局USGS)专门有人做这个,现在这种方法也还在用。4.7级以后它不是也要有余震嘛,或是没有余震,或是有余震,余震的时间、大小的规律……这样推算,就是这样的。

 主持人:10月14日晚上4.5级以后,有26个小余震,这种余震多是不是表明大震的机会更大?

郦永刚:这种可能性是有的。假如说4.5级是主震,后面余震的话,ETAS model跟踪的就是这个。一般的是根据什么呢?它有algorithm(算法)叫做 Gutenberg-Richter Law定律,还有一种叫法叫“大森-宇津”公式(Omori Law定律)。Omori是个日本人的名字Omori-Utsu。Omori Law就是主震以后后边的余震序列,即随着时间的(推移),它的震级和数量成对数级减少,低下来了。如果符合这个对数曲线低下来的话,是正常的,而如果超过那个对数指数的话,就是不正常了。不正常,就是余震太多了。现在应该说,就是余震序列的话,就比如4.5级以后应该有3级到3.5级地震,甚至大的可能有接近4级的余震。如果有的话,就是比较正常的。但是它如果没有这些余震的话,那么反而不正常了,因为可能还有能量没释放完。

所以这是有一套分析的,我们这有个叫CCEP( Coordinating Committee for Earthquake Prediction),就是做地震预报、预测的团队,他们是专门做这个的。今天的话,4.7级以后如果它还是有比如4级以上地震,还不少话,那就要小心了。因为它这个曲线不是低下来,它基本上是平着走的,那就风险比较高了。就是两个状况都不好,因为一般地震,是两个板块,我们叫断层,两个面有摩擦,摩擦就顶住,我们叫patch,就是补丁,打的这个补丁,Holister这个地方就是一个补丁,还有一个补丁就是在Hayward上去靠近奥克兰(Oakland)有一个大的体育场Coliseum那边,是断带经过的,那个地方也是一个patch。Patch其实上等于一个补丁,两个断层锁块(lock block)在这个地方摩擦系数比较高,就是顶住,就是粘在那边。但是它随时可能如果粘不住了,哗一下不是就滑移下去了嘛。一滑的话,就产生比较大的地震了。

现在4.7级的话,它是一个小的patch,或者在一个patch里面的一部分它是错位挫了一下。那么大的patch如果给它带动的话,那就是6级地震,现在可能性还是有的。现在就是观测余震,看它余震的分布,余震的位置是不是有migration,我们叫偏移。就是说,它的余震如果固定在某一个小范围里边不动,那还好。如果它沿着这个断裂带的patch,在几公里里边它的分布它在游移,现在那个余震的分布、位置现在定位很准嘛,再根据它们之间的变化,定位到它的几公里到几百公里的话,就可以看它位置是不是偏移,偏到主断带,那风险就高一点了。所以我们搞地震工作,就是搞预报的那个团队还在做,现在还在追踪,我们叫tracing,就是跟踪了。

主持人:加州地震研究中心、南加州大学地球科学系的郦永刚教授分析说,北加州发生6、7级地震的几率是非常之大,那是因为这个大地震的25-30年的周期已经过了,但是在2014年北加州Napa发生的地震只有6级,美国地震局USGS)预测的是6.5级,所以那次地震的能量释放没有足够。

郦永刚:连接地层一般是有30公里,30公里这个断层是错位的,但是它往南的那一段就是Holister跟Calaveras,这两条在当时没有错位,但是断裂带是一个系统,所以能量没有完全释放完。所以北加州的民众是要小心点。因为从周期来说一般是25年到30年的话,89年Loma Prieta震过以后,现在也是到时间了,应该要震一下了。

我们南加州因为刚刚震过了,在7月4号、7月5号两个在里奇克雷斯特市(Ridgecrest),一个6.5级,后面来一个7级,相对来说,在6.5到7.1级左右这个地震的预测里边的话,我们南加州比北加州可能稍微能乐观一点,因为两个地震刚好震过,还好,它离我们市中心比较远啦。但是它毕竟还是跟我们南加州的几条主要的断裂带,它在那个East Shore中,也是我们经常发生地震的地方。就整个这一块区域来说,一个6.5级一个7.1级刚刚震过嘛,相对来说,南加州稍微松了一口气。北加州因为6级地震不够,所以还得要小心7左右的地震。

主持人:那么加州8级地震的可能性有多大?

郦永刚:至于8级地震倒是我们南加州比北加州吃紧,因为北加州毕竟1905年震过以后,它再要8级地震没有这么快,它也要几十年上百年了。但是南加州就不行了,所以我们7级地震震过,那个风险是过了一下,但是它跟8级地震没关系,因为8级地震是在San Andreas南端的主断层上发生的,所以7级地震的能量跟8级的比只是释放了三十二分之一,没有放完,所以8级地震也是已经30年没震过了,已经“超期服役”了。

所以随时我们南加州还是准备有8级地震,当然这种概率的话,不是太高,现在还是7%,百分之几了,但是这个风险还是在的。相当于一把剑悬在头上,现在这把剑本来是250年、300年要掉下来一次的,现在已经330年还没掉下来。所以南加州的居民应该要注意这个8级地震的。

但是北加州的话,8级地震1905年发生过,这把剑它要等100年才能落下来。但是7级地震周期就不是250年了,就象Loma Prieta地震的话,一般的情况就是30年一次。北加州是30年了,所以来个Napa地震6级,只是释放了一点能量,稍微推迟一下,可能是30年,32年,35年也有可能,但是它总是要来的,因为周期的话,能量积累,30年积累应该是有这样一个区间,6级不够,没释放完。所以现在4级是不是后面的前震,也很难说,这两天要看了。

我们南加州因为从1994年Northridge洛杉矶北岭区6.7级地震,震过也一样的,25年现在过去了嘛,所以这次来了两个,6.5跟7.1嘛。重大周期预测,USGS还是蛮准的。但8级地震是另外的周期,因为它的主断裂带长度要400-500公里长,所以这个周期是250年到300年。那么我们南加州要比北加州吃紧,就是刚才我讲的,我们已经超期了,所以这把剑随时可能掉下来。

北加州的8级地震这把剑还有一段时间了,不是我们这一代人的事。但是7级地震就很难说了,因为它周期已经是到了。所以这次USGS说,他们的断裂带目标是Hayward,但是也可能在Calaveras。也有另外一个团队,他们研究认为Calaveras的可能性也不小。就是这样的。这两个都一样,都是在东湾(East Bay)那个地方。民众自己要小心,准备好那个急救包啊。不过现在我看到北加州那边的预警系统(Early Warning System)现在也在增加站台了。

主持人:增加「地震预警系统」站台有什么好处呢?

 加州预警系统App:ShakeAlertLA & ShakeAlert (图片来源:shakealert.org)
加州预警系统App:ShakeAlertLA & ShakeAlert (图片来源:shakealert.org)

郦永刚:预警系统站台越密,计算机处理的时间可以更短,更靠近可能发生的震中的位置。上次Napa地震,北加州的伯克利在5.4秒里面就已经计算完成了。如果站台再密的话,它可能4秒钟就能够算出来了,那就抢出了2秒钟,很好啊。现在定的标准就是说:桌面上的玻璃杯掉下来,就是4度,如果当地有4度震中的话,它就要发警报给民众了,那么相当于震级一般是5.5级。

主持人:不过郦永刚教授也告诉我们,在2014年Napa酒庄地震的时候,这个地震预警系统(Early Warning System)是有在内部进行使用,在5.4秒内计算出来了。但是到目前,北加州的这个预警系统还没有投入使用,而在南加州这个地震预警系统已经投入使用了,在手机App上就可以下载,这个App的名字就叫ShakeAlertLA。那我们在北加州怎么办呢?郦教授说,他预计北加州的预警系统可能会在不久的将来就会投入使用的。

【记者更新】以上访谈节目是在10月15日播出的。10月17日,即旧金山Loma Prieta大地震30周年纪念日的当天,加州宣布启用州级范围内的地震预警系统MyShake,可以在手机应用下载。

责任编辑:辛吉

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