凯伊库拉地震使怀帕帕湾暗礁升高数米。图片来源：Andrew Spencer

一个有关地震的经验法则正在被打破。数十年来，地震学家假设个别断层（以及更长断层上的孤立碎片）的断裂与其他断层无关。这就限制了一个断裂带能产生的潜在地震的最大量级。但2016年11月14日，一场7.8级地震袭击了新西兰，随后新西兰南岛中部地区发生了震级大小不等的余震约860次。这也是该岛近代史上规模最大的地震之一，而它摧毁的不仅是道路和房屋，还动摇了人们对地震的认识。近日，一项新研究显示，这场被称为凯伊库拉地震的强震至少涉及12个不同的断裂带，而且，其中一些距离很远，曾被认为彼此之间不会产生影响。

凯伊库拉地震显示，科学家低估了看似独立的断层出现滑动的可能性，或误判了地震可能产生的危害。这些断层的滑动可能让地震更强烈。“我们认为大家应该警惕。”美国地质调查局地震学家、加州地震灾害模型团队负责人Ned Field说。基于此，该团队近日升级了美国出现强震的可能性。

“长期以来，人们认为如果断裂带之间的距离为5公里，就会阻止断裂继续蔓延。”新西兰地质与核子科学研究所大地测量学家Ian Hamling说，“最大的震惊主要来自事件本身的复杂程度。我认为，世界上没有任何地震危险预测模型此前曾考虑过这种可能性，就是断裂在一些断层与断层间的明显跳跃。”

但越来越多的证据开始驳斥这一观点。例如，2010年墨西哥发生7.2级地震，而断裂在断裂带之间跳过了10公里距离。2011年，9级的日本东北地震也比人们预想的强烈，原因是之前被认为相互独立的数个断裂段发生破裂。而Field表示，凯伊库拉地震提供了最引人注意的证据，显示人们需要新的地震风险评估策略。

基于实地考察、地震数据、GPS测量结果和卫星雷达图像，Hamling和同事发现，新西兰地震导致的地表断裂十分松散，有的甚至间隔15公里。由于地震量级与断层破裂长度直接相关，新西兰地震震级明显比断裂没有跳过断层所产生的地震更大。

这一现象不仅会增加潜在地震的最大量级，还会改变大地震出现的几率：一旦更多断层可能同时活动，就会有更多方式汇集成大地震，从而增加其发生的可能性。而且，Field表示，这也意味着大桥和摩天大楼会面临更高风险，它们更易受到在大地震中长时间释放的地震波的影响。

加州正带头示范应对这些更大更复杂地震的方法。该州最近一次地震预报发生在2015年，Field及其同事发布的模型精确了断层分段原则，并首次涵盖了多重独立断裂带同时断裂的可能性。Field表示，虽然这一模型使用的仍是5公里就能中断断层同时破裂，但它将该州的大多数断层联系在一起。

而这些变化将加州在未来30年里发生8级及以上地震的可能性从4.7%提高到7%。但由于断层系统只能释放与构造板块摩擦产生的一致的能量，因此大地震频率的增加意味着没有太多能量产生小地震。例如，对加州而言，发生6.7级左右地震的可能性降低了30%，而相比之前的模型，这与历史记录更接近。

“这朝着真实再现断层相互作用更近了一步。”Field说。目前，新模型已经被用于更新该州的地震灾害地图，以便为建筑物和其他重要设施的设计提供信息。

目前，科学家仍在研究凯伊库拉地震中那些距离15公里的看似不相关的断层。Hamling团队推断之前未在地图上标注的地表附近的断层，帮助在这些空隙上“架构了桥梁”，表明隐藏的断层也可能是未知的风险源。

不过，加州理工学院地质学家Jean-Philippe Avouac表示，断层发生同时断裂可能甚至不需要物理连接。一个可能的解释是，一个断裂带产生的地震波有足够的能量引发遥远断裂带的滑动，这一过程也被称为动态触发。“我不确定是否需要真实的连接。”Avouac说。

无论如何，该论文合作者、新西兰地质与核子科学研究所地震地质学家Kate Clark表示，新西兰地震不仅会影响未来地震模型，还会改变科学家对过去地震的理解。Clark寻找了之前地震引发的沿海地区升高的地质记录，这些升高不太可能是由一次一个断裂带断裂引发的。“我们可能误解了之前的一些沿海地区升高的记录，并可能过于简化了过去发生的地震的‘情节’。”（唐一尘编译）