我來的快,，去的也快

今天其實(shí)沒什么特殊的,，只不過是自人類歷史上第一臺地震觀測儀器，張衡地動儀,，誕生的第N天,，只不過是第一臺真正具有現(xiàn)代意義的伍德-安德森地震儀誕生后的第n天。但是,，今天又有點(diǎn)特殊,，因?yàn)槊恳惶於加形覀兊恼Q生，而且,，每天都不太一樣（地球上每年發(fā)生約500萬次地震,，其中有感地震大約15萬次，按一年365天計(jì)算,，平均到每一天也有13000多次）,。如果你們要問我們多大了，10的3次方歲,？太年輕,，10的9次方歲？太老,。事實(shí)上,，我們也不記得自己到底有多大年紀(jì)，如果硬要問的話,，我們一致認(rèn)為可能是比地球的年紀(jì)稍小一點(diǎn),，與固態(tài)地殼的形成時(shí)期大致同歲。可以毫不夸張的說,，自大地開始運(yùn)動的那一刻（是的,，確實(shí)是在動的，大約每年幾厘米的速度）起,，發(fā)生于地球之上的方式各異的布朗式的無規(guī)則碰撞創(chuàng)造了各式各樣的我們（此處應(yīng)有掌聲）,。

圖1 我?guī)洑獾哪又唬]錯(cuò)，我有很多帥氣的模樣）

自我誕生以來,，每一次的生命盡管短暫（短則幾秒,，多也不超過幾分鐘），但由于人類把我們比做“照亮地球深處的手電筒”,，短暫的生命也在不斷的發(fā)光發(fā)熱,，為幫助你們了解我的“家鄉(xiāng)”帶來一份又一份來自地球深處的珍貴情報(bào)（我不是間諜,，我只是地球內(nèi)部信息和能量的“搬運(yùn)工”）。地球深部（目前已知的最深深度是720公里,，即1934年6月29日發(fā)生于今印度尼西亞蘇拉威西島的6.9級地震）或者淺部（淺可小于5公里,，例如2010年1月31日發(fā)生于中國四川省遂寧市與重慶市潼南交界處的5級地震就孕育在0.5～3.5公里深的某個(gè)位置，是不是離你們很近）的某條斷裂的突然錯(cuò)動（這也叫“位錯(cuò)”）（有時(shí)候是長期而且緩慢的蠕滑,，是的你沒聽錯(cuò),，長可以數(shù)年計(jì)，短也以小時(shí)計(jì),，夠慢吧,！這也叫慢地震，它產(chǎn)生的就是我的另外一族兄弟了,，性格略微怪癖而且獨(dú)特,，等有空了再和你們聊聊它們的神秘那點(diǎn)事）造就了我，還有我的無數(shù)兄弟們,。我們每一位都有兩個(gè)標(biāo)簽：“頻率”和“相位”，由于兩個(gè)標(biāo)簽組合的唯一性,，我和你們每個(gè)人一樣也是于千萬中獨(dú)一無二的存在,。

自我從地下產(chǎn)生，我就和我的兄弟們混雜在一起奔向地表（很快的哦,，超過2km/s）,，渴望見到你們。同時(shí),，在傳播過程中,，我們因?yàn)楹蜔o數(shù)的地下介質(zhì)“穿越而過”，更確切的說是它們靠自身的振動幫助我們不斷地傳向遠(yuǎn)方,，而在此同時(shí),，我們身上也印下了它們留下來的獨(dú)特印跡。在我們到達(dá)地表被你們布置的地震儀接收后,，你們透過我們在地震儀留下的那一串串瀟灑的走位（類似于圖1）還可以逆向分析我們來時(shí)走過的路徑,，從而知道我們是怎么來的，以及我們經(jīng)過的介質(zhì)的大致物理屬性（例如密度,，深度,，還有波速）。還記得地球內(nèi)部可以分成地殼,、地幔和地核嗎,？那便是我們帶來的秘密之一。在這里你們會懷疑,，我們的終點(diǎn)難道不是地震儀嗎,？不，你們錯(cuò)了，我們的終點(diǎn)豈能是地震儀,，因?yàn)槲覀兗热贿x擇了遠(yuǎn)方,，就必須得風(fēng)雨兼程，然后在某一大塊剛體（就是那種很硬的不會發(fā)生變形的石頭）內(nèi)部化作無窮小一般的存在,。

我在“碰撞和擠壓”中誕生

自大陸漂移學(xué)說被魏格納先生于1912年發(fā)現(xiàn)以來,，迄今已有100多年的歷史，期間人們又對大陸漂移學(xué)說不斷的修正,，大陸漂移學(xué)說已成為今天的板塊構(gòu)造理論的一部分,。因?yàn)橛写箨懫疲杂邪鍓K之間的碰撞,，而大陸板塊之間的碰撞又導(dǎo)致板塊內(nèi)部比較“軟”的部分裂成N多塊,，例如中國的華南塊體、華北塊體,、川滇菱形塊體等（圖2）,。請注意紅色的部分，那是中國的科學(xué)家們?yōu)榱巳轿煌七M(jìn)地震科學(xué)的發(fā)展而建立的全世界最大的“天然實(shí)驗(yàn)室”：中國地震科學(xué)實(shí)驗(yàn)場（China Seismic Experimental Site, 簡稱CSES）,，等以后有機(jī)會了,，再和你們擺擺我眼里的實(shí)驗(yàn)場。

言歸正傳,，那么我來自哪里呢,？我來自這些塊體的邊界碰撞帶。你們可以想象一塊很大很厚的“餅干”（是的沒錯(cuò),，對于板塊運(yùn)動的驅(qū)動力而言,，這些看上去很硬（有多硬呢，你們能想象到的任何人類建筑在它們面前都如豆腐一般的存在）的巨型板塊就像餅干一樣的“易碎”）,，假如你把這塊“餅干”放在桌上并且從兩邊同時(shí)用足夠的力擠壓“餅干”,，設(shè)想“餅干”內(nèi)部不是均勻的，持續(xù)用力幾秒后（對于地球來說,，這幾秒則相當(dāng)于百年甚至千年尺度）,，“餅干”會在你無法預(yù)測的位置裂開。當(dāng)然,，裂開的位置和深度還會取決你用力的大小和方向,。而我誕生的地方，便是“餅干”發(fā)生斷裂的位置,。人們把最先開始斷裂的位置稱作地震成核點(diǎn),，那里也是我和我的兄弟們開始最先開始沖刺的地方。

其實(shí),，我們中的每一位沖刺的起始點(diǎn)（即地震波最開始出發(fā)的位置,，也叫地震破裂的起始點(diǎn)）可能都是不一樣的,，只因?yàn)槊恳粭l斷裂都是不一樣的，長短不一（長可達(dá)2400多公里,，例如在中國境內(nèi)延伸約2000公里的郯廬斷裂帶,，短只有幾厘米甚至幾毫米），深淺不同,，類似于圖3所示中國大陸上的斷裂那樣,。不知道大家是否還記得2010年4月發(fā)生的玉樹7.1級地震，圖4是中國地震局地震現(xiàn)場應(yīng)急工作隊(duì)在震后發(fā)現(xiàn)的一處地表破裂,。你們看,，在一大塊土地上存在著各式各樣的破裂。

圖3 中國大陸上的活動斷層分布（鄧起東,，2003）

圖4 2010年玉樹7.1級地震后造成的一處地表破裂（http://www.cgs.gov.cn/ddztt/ddyw/qhys/mtsy/201603/t20160309_292833.html）

現(xiàn)在,，想象你們站在一塊剛剛干透的水泥路上，在剛開始的時(shí)候,，水泥路上幾乎無任何裂紋,，而隨著溫度的升高和人來人往車來車去的壓實(shí)，時(shí)間一長,，水泥路上就會開始顯現(xiàn)出裂紋甚至裂縫（如圖5）,，它們沒有任何可以遵循的規(guī)律，也沒有任何可以統(tǒng)一歸納的特點(diǎn),，因?yàn)樗鼈儽旧碚宫F(xiàn)的就是“無序”的隨機(jī)分布過程，而這背后的原因是,，組成水泥地的物質(zhì)是各向異性的（簡單的說就是每一處的物理屬性都會有不同）,。同理，地殼和地表覆蓋層本身也具有各向異性,，由于各向異性下的介質(zhì)的物理屬性的極大不同,，在受力后便會產(chǎn)生趨于“混亂”的破裂分布，有的長,，有的短,，有的寬，有的窄（嘿嘿,，有意思吧）,。

圖5 水泥地上的地表裂縫（圖片來自于網(wǎng)絡(luò)）

我的“胎記”和怪兄弟

在這里我想尤其提到一位我很喜歡的地震學(xué)家，哈斯克爾先生（圖6）,。他老人家的哈斯克爾模型于我的最大意義,，便在于讓我第一次認(rèn)識了為什么我和我的兄弟們不是同時(shí)產(chǎn)生的。因?yàn)闊o論是在餅干發(fā)生破裂的少于1秒的時(shí)間里,，還是在地震發(fā)生的幾秒鐘或幾分鐘時(shí)間里,，從成核點(diǎn)開始的破裂都具有先后順序（畢竟我們還是有規(guī)律可循的）,。對于我來說，我可能是從成核點(diǎn)開始沖刺,，對于我的多數(shù)兄弟們來說,，每一個(gè)破裂發(fā)生的位置都會是不同的他們開始沖刺的地方。其次,，哈斯克爾模型讓我知道了我的源頭在我身上留下的記號,，這對我來說很重要，它告訴了我為什么我會像人類一樣的,，在誕生的時(shí)候會有相貌上的不同,，有高有矮有胖有瘦，地震學(xué)家們還給這種“胎記”取了一個(gè)很不好聽的名字：方向性效應(yīng),。

圖6 哈斯克爾（音譯自Haskell）和他提出的Haskell破裂模型

前面說到破裂是如何產(chǎn)生的,，現(xiàn)在和你們簡單聊聊破裂是如何停止的，就是破裂的終點(diǎn),。其實(shí),，無論是之前的厚而大的“餅干”，還是在那之后的無規(guī)則裂開的水泥路,，你們都會發(fā)現(xiàn),，破裂的地方?jīng)]有向前無限延伸。現(xiàn)在,，設(shè)想你們擠壓那塊餅干的大手繼續(xù)用力,，你們會發(fā)現(xiàn)，餅干的裂開處會繼續(xù)擴(kuò)大,，同時(shí)還可能會有新的裂紋產(chǎn)生,。停止用力后，餅干就不會再繼續(xù)裂開了,?？茖W(xué)家們用“應(yīng)力積累”和“應(yīng)力釋放”來描述這兩個(gè)過程。應(yīng)力積累,，就是從你開始用力到餅干開始發(fā)生破裂前的這個(gè)過程,，然后你停止用力，但是你施加的力具有了影響,，即導(dǎo)致了餅干的裂開,，準(zhǔn)確的說，你施加的力得到了釋放,，釋放的直接后果是,，餅干裂開了，而裂開的尺度大小則既取決于你施加的力的大小和用力的時(shí)間,，還取決于“餅干”內(nèi)部的物理屬性,。

好了,，最后趁著還有一點(diǎn)時(shí)間，我再和你們簡單聊聊我那位怪癖的兄弟吧,，它也是地震波,，但是產(chǎn)生它的機(jī)制卻叫做慢地震。簡單的說,，慢地震可以由頻率和發(fā)生的位置分為四種類型,，低頻事件、甚低頻事件,、震顫以及慢滑移事件,。對于它們來說，在滑移發(fā)生的時(shí)間里,，每一秒都是沖刺的時(shí)間原點(diǎn),。地球處在時(shí)時(shí)刻刻的運(yùn)動之中，有的可以被感知和記錄,，有的因?yàn)橛涗浀男盘柼√⑷醵鵁o法記錄,，需要你們研發(fā)更加精密（更加精密類似于更大號的放大鏡）的地震儀才能捕捉到信號。其中可以感知或記錄的是地震,，慢地震便是無法被感知和記錄的那一部分,。在這里我要說的是，沒有人知道慢地震到底是什么,，我們也不知道,，因?yàn)槲覀儗ψ约旱恼J(rèn)知取決于人們在地震科學(xué)上的一個(gè)又一個(gè)進(jìn)步。目前,，人們正在努力的建立兩次大地震之間的聯(lián)系,，而慢地震的存在，無疑為這一目標(biāo)提供了一個(gè)可能的思路,。

“達(dá)摩克利斯”之劍并不可怕

有人說，我們是地球的“脈動”,，給地球把脈感知我們的存在時(shí),，可以聽見來自地球深處的“聲音”；有人說,，我們是地球作為一個(gè)吉他被它自己彈奏發(fā)出的音樂,，仔細(xì)聆聽這音樂的每一個(gè)音符，可以推測甚至合成我們下一秒的振動方式是什么樣子的（盡管不是完全的精確,，但是已經(jīng)可以做到大體的趨勢一致了）,。有人說，我們是罪惡的,，因?yàn)槲覀兘o人類帶來了災(zāi)難,，每一次大地震發(fā)生的時(shí)候我們經(jīng)過的地方都會受到不同程度的破壞,。也有人說，我們是有功勞的,，因?yàn)槲覀兊牡絹?，人們得以真正了解地球的結(jié)構(gòu)。但是歸結(jié)起來,，我們其實(shí)并不可怕,。因?yàn)橛姓J(rèn)知?jiǎng)儆谖粗藗冊绞橇私馕覀?，越是可以利用好我們,，以及降低我們給人類社會帶來的傷害。盡管人們還無法了解我們的全部,，但是卻在不斷努力的獲得比前一秒更多的認(rèn)知,。我曾經(jīng)是地球手中的“達(dá)摩克利斯之劍”，但是現(xiàn)在這把劍正在被人們努力改造,，它能帶來的影響也在因?yàn)槿藗兊呐μ剿鞫粩鄿p小,。

好了，今天的故事暫時(shí)就先講到這里,。當(dāng)然只是為了讓更多的朋友們知道我們大概是怎么誕生的（是的,，真正誕生的過程因?yàn)樯婕暗礁嗟募?xì)節(jié)而顯得極其的復(fù)雜）。事實(shí)上,，我的這段介紹簡短而又粗糙,，畢竟，我們有那么多秘密,，怎么可能在這簡短的篇幅全部說給你們聽,。在這些秘密中，有地震學(xué)家們知道的,，例如我們的產(chǎn)生,、傳播和記錄方式，也有地震學(xué)家們不知道但正在探索的,，例如為什么會有我那暴躁的“高頻”兄（其實(shí)也不是很高,，10Hz就算高了）和溫和的“低頻”兄弟（其實(shí)也不是那么的低，1Hz也算低了）,。好啦,，關(guān)于我們的后續(xù)故事以及更加詳細(xì)的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，期待我后來的兄弟們會繼續(xù)說予你們聽,。