摘要：美国西海岸面临前所未有的地震威胁。俄勒冈州立大学发表在《地圈》杂志上的最新研究揭示了一个令人震惊的发现：太平洋西北部卡斯卡迪亚俯冲带发生的9级以上特大地震可能会触发加州圣安地列斯断层的大规模破裂，形成覆盖整个美国太平洋沿岸的连锁地震灾难。这一发现彻底改写了人们

信息来源：https://scitechdaily.com/the-really-big-one-might-trigger-californias-next-catastrophe-scientists-warn/

美国西海岸面临前所未有的地震威胁。俄勒冈州立大学发表在《地圈》杂志上的最新研究揭示了一个令人震惊的发现：太平洋西北部卡斯卡迪亚俯冲带发生的9级以上特大地震可能会触发加州圣安地列斯断层的大规模破裂，形成覆盖整个美国太平洋沿岸的连锁地震灾难。这一发现彻底改写了人们对美国西部地震风险的认知，并为应急准备工作提出了全新挑战。

这项突破性研究源于一次意外的科学发现。1999年，研究团队在执行卡斯卡迪亚地震历史调查任务时，由于导航错误意外来到了门多西诺角以南90公里的海域，正好处于圣安地列斯断层系统范围内。主导这项研究的古地震学家克里斯·戈德芬格博士回忆道："当我醒来时，我很沮丧。但既然我们已经到了这里，我想，'好吧，让我们在这里取个样本看看'。"

这个看似无关紧要的决定却带来了地震学领域的重大发现。研究团队在布拉格堡附近的诺约峡谷海底提取的沉积物岩心中发现了异常的双层浊积岩结构，这种独特的地质特征跨越了约3000年的历史记录。通过放射性碳测年技术分析，科学家们震惊地发现，超过一半的浊积岩事件在门多西诺角南北两侧几乎同时发生，这种同步性远超偶然概率。

海底沉积物揭示的秘密

一项新的研究表明，一场能够产生 9 级震动、海啸和山体滑坡的大规模卡斯卡迪亚特大逆冲地震也可能引发圣安地列斯断层，引发加利福尼亚州的第二次大地震。图片来源：SciTechDaily.com

浊积岩是由水下山体滑坡形成的特殊沉积结构，通常在强烈地震作用下产生。正常情况下，这些沉积物表现为底部粗颗粒、顶部细颗粒的标准分层模式。然而，诺约峡谷样本中的浊积岩却呈现出前所未见的双层结构：第一层相对较细的沉积物之上叠加着第二层极其粗糙的砂质沉积物。

戈德芬格团队通过详细的地质分析和跨区域对比研究，逐步解开了这一地质谜团。他们发现，双层结构的第一层沉积物对应着卡斯卡迪亚巨型逆冲断层的地震活动，而第二层粗砂沉积物则记录了随后发生的圣安地列斯断层破裂。这种"倒置"的沉积模式强有力地证明了两大断层系统之间存在着此前未被认识的动力学联系。

更令人惊讶的是，在某些样本中，科学家们发现双层沉积物之间几乎没有时间间隔的证据，暗示两次地震可能在数小时甚至数分钟内相继发生。这一发现意味着美国太平洋沿岸可能面临近乎同时发生的连续大地震，其破坏潜力远超以往任何预测。

美国地质调查局的数据显示，卡斯卡迪亚俯冲带平均每300-600年发生一次9级以上特大地震，上一次发生在1700年1月26日。根据历史记录和古地震学证据，这次地震不仅在太平洋西北部造成了巨大破坏，还在太平洋对岸的日本引发了海啸。如果类似规模的地震再次发生并触发圣安地列斯断层，其影响将是灾难性的。

构造应力传递的复杂机制

图片来源：Chris Goldfinger，2022 年在 R/V Roger Revelle 上拍摄

美国西海岸的构造环境极其复杂。在门多西诺角以北，胡安德富卡板块以每年约4厘米的速度潜入北美板块之下，形成了全球最活跃的俯冲带之一。这一过程积累了巨大的构造应力，当应力超过岩石强度极限时，就会发生灾难性的能量释放，产生9级以上的特大地震。

在门多西诺角以南，太平洋板块和北美板块之间的相对运动则以走滑断层为主，形成了著名的圣安地列斯断层系统。这条长达1300公里的断层带包括多个分支断层，其中北段的活动性尤为引人关注。1906年旧金山大地震就是圣安地列斯断层北段破裂的结果，造成了超过3000人死亡和整个城市的重建。

两个断层系统之间的相互作用机制一直是地震学研究的重要课题。戈德芬格团队的研究首次提供了确凿的地质证据，证明卡斯卡迪亚地震产生的应力波和地壳形变可以传播到数百公里外的圣安地列斯断层系统，并有可能触发该断层的破裂。

加州理工学院地震学实验室的专家指出，这种应力传递机制涉及复杂的弹性波传播、静态应力变化和动态触发等多重物理过程。当卡斯卡迪亚发生特大地震时，产生的地震波会在地壳中传播，同时引起区域性的应力重新分布。如果圣安地列斯断层系统正处于临界应力状态，来自卡斯卡迪亚的额外应力就可能成为压垮骆驼的最后一根稻草。

风险评估与应对策略

这一发现对美国西部的地震风险评估和应急准备工作提出了根本性挑战。传统的地震危险性评估通常将不同断层系统视为独立的风险源，分别计算其破裂概率和潜在影响。然而，如果两大断层系统存在强耦合关系，现有的风险模型就需要进行重大修订。

美国地质调查局估计，未来50年内卡斯卡迪亚发生9级地震的概率约为10-15%，而圣安地列斯断层北段发生7级以上地震的概率约为22%。如果考虑到两者之间的关联性，美国西海岸面临连续大地震的总体风险可能被严重低估。

戈德芬格博士以其故乡湾区为例说道："如果我在帕洛阿尔托，卡斯卡迪亚发生了地震，我想我会开车向东。在我看来，圣安地列斯接下来破裂的风险非常高。"这种表态反映了科学界对这一发现严重性的深度关切。

连锁地震灾难的潜在后果令人不寒而栗。卡斯卡迪亚9级地震将产生强烈地面震动、大规模海啸和广泛的山体滑坡，影响从加拿大不列颠哥伦比亚省到加州北部的广大区域。随后的圣安地列斯地震将进一步扩大灾害范围，可能波及洛杉矶、旧金山等人口密集的都市区。两次地震的累积效应将对基础设施造成前所未有的破坏，包括交通网络瘫痪、通信系统中断、电力供应失效等。

面对这一新的威胁认知，美国联邦应急管理局和相关州政府正在重新评估现有的应急预案。专家建议加强跨州协调机制，建立统一的早期预警系统，并制定针对连续地震灾害的特殊应对策略。同时，建筑抗震标准的修订、关键基础设施的加固升级以及公众应急教育的强化也被列为优先事项。

这项研究还为全球其他地震活跃地区提供了重要启示。世界各地的俯冲带和走滑断层系统可能存在类似的相互作用关系，需要运用类似的方法进行深入调查。随着古地震学研究技术的不断进步和全球地震监测网络的完善，科学家们有望揭示更多断层系统之间的隐秘联系，为地震风险评估和防灾减灾工作提供更加全面准确的科学依据。

来源：人工智能学家