上周墨西哥城发生的 7.2 级耶稣受难日地震让人们纷纷跑到街上，房屋里的枝形吊灯和其他物品也疯狂地旋转起来。 这次地震不是地球上最大的耶稣受难日地震（那是 1964 年的阿拉斯加大地震），也不是 4 月 18 日发生的最大地震（那是 1906 年的旧金山大地震）。 然而，在某些方面，它比这两次地震都更不寻常，因为墨西哥城的地震是独一无二的。 与其他易震城市（如旧金山或东京）不同，墨西哥城附近没有任何主要断层。 最近的一个断层位于海岸 200 英里之外。 尽管如此，墨西哥 необычная 岩石和土壤使其居民能够体验到潜在的强烈震动。 虽然这导致了灾难性事件，但也为研究地震和为未来做准备提供了独特的机会。
根据所有合理的预期，如此遥远的地震的力量应该在到达城市之前就逐渐减弱。 但是墨西哥城——在阿兹特克时代，它实际上是一个广阔湖泊中的一个小岛——主要由垃圾填埋场和松散的沉积物组成。 这种沉积物放大了微小的震动，就像杯子放大了沿着绳子传播的声音一样。
墨西哥国立自治大学的地震学家瓦拉·霍尔莱夫斯多蒂尔说：“地震波只是地面中的声波。” 世界上没有哪个地方像墨西哥城那样对地震的放大如此极端。 由于柔软的基岩和通常被描述为碗中晃动的果冻的垃圾填埋场，墨西哥城在地震到达时将其强度放大了许多倍。 因此，即使是远处地震的残余震波也可能造成令人不安的早晨。
支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业： 订阅。 通过购买订阅，您将有助于确保未来能够继续讲述关于发现和塑造我们当今世界的想法的具有影响力的故事。
但更有趣的是发生的震动类型。 正如一副耳罩可以阻挡进入您耳朵的声音，或者太阳镜可以过滤掉某些类型的光线一样，墨西哥城下方的土壤只允许某些振动到达城市。
例如，市中心的振动以大约 2.5 秒的间隔发生，具体取决于松散土壤的深度。 这种频率与地球上大多数地方的地震振动形成鲜明对比，在这些地方，地震振动更快、更混乱且更不可预测。
这种特定的震动频率可能会给某些建筑物带来灾难。 如果这里的地震像振动的弦，土壤像放大噪音的杯子，那么建筑物就像音叉。 某些建筑物——通常是 8 到 20 层高的建筑物——以与地震相同的频率产生共振，并且像相互叠加的海浪一样，逐渐增强为更严重的震动。
斯坦福大学土木工程教授爱德华多·米兰达说：“你就像有双重放大。” 他在墨西哥城长大，专门从事抗震设计。 “一种来自墨西哥城最底层的岩石，它被放大到地面。 然后，在这种柔软的土壤之上，有一定高度的建筑物会进一步放大它。”
这就是 1985 年发生的事情，当时该市中心区的建筑物倒塌，造成至少 6000 人死亡。 绝大多数受损最严重的建筑物都属于最容易与震动土壤产生共振的高度范围。 比该范围矮或高的建筑物幸存得更好。
在 1985 年之前，科学家们对这些概念的理解还很模糊，但在那场灾难之后，他们将精力集中在墨西哥构造学上。 今天，科学家们对这座城市的动力学有了更好的理解，并据此设计了建筑物。 例如，这里的许多建筑物现在都有一侧向上延伸的奇怪的网格状钢支撑。 大多数人认为这些是为了帮助支撑结构，但实际上，它们是为了破坏震动，使建筑物更坚固，并且不再以与地震相同的速度震动。
米兰达说：“你可以做两件事。” “一种是尽量避免这种高度。 或者，如果您必须建造这种高度的建筑物，则使其更加坚固。”
然而，上周五的地震强度仅为 1985 年地震的十分之一左右。 地震学家认为，更强烈的地震即将到来。 与 1985 年的地震（以及这里大多数破坏性地震）一样，4 月 18 日的地震起源于阿卡普尔科附近的海岸。 它始于大约 20 英里的断层一次性破裂和移动。 但科学家表示，多达 250 英里的断层可能会一次性移动，从而产生巨大地震。 科学家们尤其关注一个名为格雷罗缺口 的区域，他们说该区域移动不够，可能正在积聚大量能量等待释放。
周五的地震释放了一些压力，但远远不够。
研究断层的霍尔莱夫斯多蒂尔说：“如果它正在积聚能量，最终它必须破裂。 而这就是尚未破裂的点。”
科学家们不能确定格雷罗缺口对西半球最大城市构成多大的威胁。 但他们可以开始做好准备。 地震传播速度很快——大约是音速的八倍。 但电力传播速度更快。 在周五断层破裂后不到十秒钟，墨西哥城市政府和媒体就收到了来自墨西哥地震警报系统 (SASMEX) 的警报，该系统自 1991 年以来一直在跟踪地震并发布预警。 由于地震波必须传播很远，收到警报的居民有整整 80 秒的时间离开建筑物并聚集在街道上（一位勇敢的广播员选择留在演播室内并继续报道）。 日本也有类似的系统在运行，加利福尼亚州已经尝试了十年创建自己的系统（最近一项新的州法律为此提供了资金）。 但由于墨西哥城距离其威胁断层很远，没有其他城市提供如此多的预警机会。 4 月 18 日，信号发送到 60,000 个教室，地铁在地震到达前关闭（并在三分钟后再次运行）。 SASMEX 总干事胡安·曼努埃尔·埃斯皮诺萨-阿兰达说：“这是一次完全的成功。”
最近的这次地震没有达到其他历史性四月地震的水平。 但科学家们表示，更大的地震即将到来。 他们知道地震将从哪里来，以及它将在墨西哥城以什么频率震动。 他们甚至会提前一分钟以上收到警告。 剩下的就是做好准备。