生活于裂缝带上
在美国加利福尼亚州，有一条长长的裂缝，从南部的萨尔顿海绵延至北部的门多西诺角，全长约1287千米，穿过了葡萄园、地铁站、输电线以及输水管道。上百万的人就在这条狭缝沿线工作、生活，许多人每天都会跨越这条地理缝隙（有大约966条道路跨越裂缝）。那里的人们对于这条看似平静的裂缝习以为常，大多数人都不会意识到这里能产生什么危险，但是这条裂缝——圣安德烈亚斯断层，一旦躁动起来，可能会摧毁众多生命，给美国国民经济造成重创。
美国地质调查局通过模拟实验，研究人员发现，圣安德烈亚斯断层沿线如果发生大地震，或将造成约1800人死亡，致伤约5.5万人，大约会造成2亿美元的损失。而加利福尼亚州想要从这种程度的地震中恢复过来，可能需要近10年的时间。
虽然未来这里的地理变化充满了未知性，不过值得庆幸的是，穿越断层的建筑物和公共设施在建设和维护的过程中都考虑到了抗震需求，在过去的几十年中地质学家也密切关注这里的地理活动，在各方面因素的共同协调下，生活在断层附近的人们能够在灾难真正发生前做好充足的准备。
断层带来的麻烦
岩石圈是地球的表层，薄而坚硬。岩石圈包含部分上部地幔和地壳，地壳在地幔之上。根据板块构造学说，岩石圈并非整体一块，而是由许多板块组成。全球分为六大板块，大致上与地球上的大陆和次大陆形状上相对应。
圣安德烈亚斯断层是太平洋板块和北美板块的边界。在加利福尼亚，太平洋板块和北美板块沿着断层互相摩擦，随时会出现移动，就像你在拥挤的房间里可能会因为他人推挤改变位置一样。
在一个理想化的条件下，这一运动将容易顺利地发生。不过，因为断层覆盖了很大一片区域，而断层的各个部分并非在同一时间移动。所以，尽管在断层中部地区，出现错裂移动的现象，但是还有一部分断层区域就像卡住了一样，并没有顺利出现位置上的相对移动。在断层北部和南部，这样的极端情况有些棘手。当两边的地层卡住，或者被挤在一起，那么就会产生真正的灾难。
灾难随时会降临
诸如《超人》或者《末日崩塌》这样一些灾难电影把圣安德烈亚斯断层引发灾难性大地震的氛围渲染得就像随时都会发生一样。但在真实世界里，即便经历最严重的地震灾害，加利福尼亚州也不会像电影场景那样恐怖，更不会因此沉入深海。
在历史上这一区域确实曾经发生过灾难。1906年，断层北部的旧金山就发生过可怕的地震灾难，在断层处出现了绵延482千米的裂缝，地震还导致火灾，建筑倒塌，成千上万的人在灾难中受伤，造成近3000人死亡。与此同时，断层的其他区域，比如洛杉矶南部的一些区域，自1690年后就没再出现过大地震。
专家认为，几个世纪以来，在圣安德烈亚斯断层积聚了许多能量，条件成熟就有可能爆发。而具体什么时候会迎来下一轮大地震，专家们也无从知晓。
近期研究表明，圣安德烈亚斯断层最坏的情况会引起一次里氏震级8.3级的大地震。这可能导致圣安德烈亚斯断层从最南端一直裂到门多西诺角。由于断层线蜿蜒曲折，这些部分就像缓冲带，所以即便发生地震，实际上也很难达到估测的最大值8.3级。
即使震级不到8.3级，科学家仍旧十分担心，沿着断层南部出现活跃的裂缝仍将是灾难性的，因为沿线地区人口密集。1989年旧金山洛马普列塔地震震级只有6.9级，却造成了数十亿美元的经济损失，地震中3000多人受伤，63人死亡。
目前，研究人员正在对圣安德烈亚斯断层所处区域进行勘察，力图绘制出大型、细致的3D地理地图。专家可以根据这些3D地图来对断层沿线发生地震的可能性进行评估。
防患于未然
科学家可能不能预测地震会在何时何处发生，但是他们对即将到来的问题有越多了解，就能事先计划好越充分的应对策略。2013年，洛杉矶市长埃里克·加希提公布了一项叫做“弹性设计方案”的计划，试图向市民说明一旦圣安德烈亚斯发生地震城市将要面临的巨大危险。在计划方案中，道路和公用事业等城市命脉将具有优先抢救权。
另外，我们可以借鉴历史上地震的经验教训，以防患于未然。例如，2002年，阿拉斯加的迪纳利断层发生移动，引发里氏7.9级的地震，这是美国150年来内陆地区发生的最大地震。而当时贯穿阿拉斯加的输油管道恰好跨越断层线，该管道全长近1300千米，每天在阿拉斯加的冻土带上输送原油55万桶，这带来了有史以来最大的生态灾难。
后来重修的管道在设计中就充分考虑到管道需要适应地球运动，所以即使2002年地震时地面滑移了5米多，输油管道也没有再发生破裂，避免了原油泄漏。为了降低断层地区地质灾害的危害，工程师特意将输油管道的地面部分设计成“之”字形的弯折线路，使得管道具有一定的灵活性。管道本身也可以滑动，而不是被死死锚定在多年冻土上。部分管道架在垂直于管道的巨大钢梁上，就像穿着聚四氟乙烯涂层的“溜冰鞋”。当摇动的时候，管道的各个部分就像轨道上的火车车厢一样，能够在钢梁上滑动一定幅度，减震不断裂。
在加利福尼亚州，输水管道和电网可以建设或者改造成像输油管道那样具有一定灵活性的结构。此外，研究人员正努力探寻抗震建筑，使其在地震情况下可以来回晃动，减震抗震。传统房屋都是建立在一个下挖很深的地基之上，而这些抗震房屋建造在钢材修筑的可滑动结构上，就像穿越拉斯维加斯的输油管道一样，可以在震动的地面上进行一定幅度的滑行，不会即刻破裂。
地震预警系统
未来，分散在加利福尼亚周南部区域多处设备构建的网络能够监测地震。这个地震检测网能够向外发出地震警报，让相关部门能够第一时间关闭故障管道，切断电源，防止进一步的公共设施损坏。甚至能够第一时间发布警报，让医院的手术台即刻转移患者，减少因地震产生的医疗事故悲剧。
科学家已经成功在加利福尼亚州设立了这样一个地震网络，但是需要装设更多地震传感器，更好地开发地震感测技术，才能够让这个地震网络发挥更有效的预测预警作用。
不过，这些技术的开发需要大量资金支持，要升级重建这样的高科技地震检测网络并不容易。仅仅在加利福尼亚一个州要建立一个真正强大的预警系统，建造成本就要花费大约为8000万美元，而要建造覆盖整个美国西海岸的庞大地震检测网，耗资至少需要1.2亿美元。事情得一步步来，2015年，奥巴马总统承诺给付500万美元。第一个传感器现在已经投入使用，用来为旧金山的大规模运输系统提供及时预警，好让列车在地震发生时能够降低速度，减小损失。
要想知道加利福尼亚州未来会是个什么样子，只需要向西看看日本。在日本，一旦地震发生，会有即时警报，火车见到警示会立即停止，电梯会自动到达楼层开门让乘坐的用户离开，而当地的人们也会在第一时间通过广播、电视和手机接收到地震讯息。即便遇到最坏的情况，有了这种即时预警系统也能够让整个城市较快从灾难中恢复。
今天，在科学技术全方位突飞猛进的时代，当地震来临时，从地质学家到急救城市规划者，会预先帮助大家谋划，设计并制造出切实可行的地震应急系统，不会让大家后知后觉，产生不可挽回的损失。
本文源自大科技*科学之谜2016年第5期文章
