本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
上周，智利遭受了一场 8.3 级的大地震。您可以在此处阅读美国地质调查局的摘要，以及在此处查看关于其科学原理的概述。 幸亏出色的地震准备工作，即使是如此强烈的地震，随后还发生了 15 英尺高的海啸，虽然造成了不小的损失，但伤亡人数却出奇地低。 到目前为止，仅报告了十几人死亡，还有少数人失踪。 令人惊讶的是，震塌了建筑物，并将船只冲到岸上的灾难，没有造成更多人员伤亡。 但智利人民在有人居住在那里的漫长历史中，一直在与频繁发生的大地震作斗争。 他们已经学会了尽可能地与地震共存。 这就是严格的抗震建筑规范、强大的应急服务网络和民众的防震意识的力量。
智利将在相当长一段时间内经历余震。他们将进行修复、重建，并为下一次大地震做好准备。在智利，纳斯卡板块俯冲到南美洲板块之下，这样的地震在未来永远不会遥远。
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当查尔斯·达尔文乘坐“贝格尔号”旅行期间访问那里时，他亲身经历了这样一场地震。据估计震级为 8.1 或 8.2 级。与上周 2015 年的伊拉佩尔地震一样，1835 年的康塞普西翁地震也引发了海啸。50 人丧生，整个城镇被夷为平地，但地震准备工作拯救了更多人的生命。即使在当时，智利人民也知道当地面开始摇晃时该怎么做。
以下细节摘自达尔文《贝格尔号航行记》第十四章，并附带我的一些评论。 令人着迷地想到，他观察到的安第斯火山爆发，以及对这次地震余波的观察，在很大程度上帮助他理解了地球的古老年龄、地球经历的渐进和有时剧烈的变化，以及时间和机会，以及种群压力如何驱动逐渐累积的变化，从而产生了各种不同的物种：进化。
1835 年 1 月 15 日，我们从洛斯港起航，三天后，我们第二次停泊在奇洛埃岛的圣卡洛斯湾。 19 日晚上，奥索尔诺火山开始活动。午夜时分，哨兵观察到类似一颗大星星的东西，它逐渐增大，直到大约三点钟，呈现出非常壮观的景象。借助望远镜，可以看到黑暗的物体不断地在一片红光中被抛起并落下。光线足以在水面上投射出长长的明亮倒影。大量的熔融物质似乎经常从科迪勒拉山脉这一部分地区的火山口中喷出。我被告知，当科尔科瓦多火山爆发时，巨大的物质被抛向空中，并在空中爆裂，呈现出许多奇异的形状，如树木：它们的大小一定非常巨大，因为从圣卡洛斯后面的高地上可以分辨出它们，而圣卡洛斯距科尔科瓦多火山的距离不少于 93 英里。早上，火山恢复平静。
后来我惊讶地听到，智利阿空加瓜山，在北方 480 英里处，也在同一天晚上活动；更令我惊讶的是，科塞圭纳火山（在阿空加瓜山以北 2700 英里处）的大规模喷发，伴随着 1000 英里范围内都能感受到的地震，也发生在同一时间的六小时内。这种巧合更加引人注目，因为科塞圭纳火山已经休眠了 26 年：而阿空加瓜山极少显示出任何活动的迹象。即使猜测这种巧合是偶然的，还是表明存在某种地下联系，也很困难。如果维苏威火山、埃特纳火山和冰岛的海克拉火山（这三座火山相对彼此更近，而不是南美洲的相应地点）在同一天晚上突然爆发，这种巧合会被认为是引人注目的；但这种情况更为引人注目，因为这三个喷口都位于同一条巨大的山脉上，而且整个东海岸的广阔平原，以及西部海岸 2000 多英里长的隆起的新近贝壳，都表明隆升力是以多么均衡和相互联系的方式发挥作用的。
达尔文当时不可能知道，纳斯卡板块在南美洲板块之下的俯冲正在为他看到的火山提供能量。他将所有这些分散的火山和地震联系起来是正确的。我想象他会很高兴知道我们已经发现了驱动这一非凡链条的机制。
2 月 4 日。—从奇洛埃岛起航。在过去一周里，我进行了一些短途旅行。其中一次是为了考察一大片现存的贝壳床，这些贝壳床抬升到海平面以上 350 英尺的高度：在这些贝壳中，生长着高大的森林树木。
以前的地震，加上海岸随着南美洲板块覆盖纳斯卡板块而逐渐上升，已经抬升了这些贝壳床。达尔文很快就会看到将这些贝壳抬升到与几天前还在水下的贝壳床相同高度的力量！
2 月 20 日。—这一天在瓦尔迪维亚编年史上是值得纪念的一天，因为这是最年长的居民经历过的最严重的地震。我当时恰好在岸上，正躺在树林里休息。地震突然来袭，持续了两分钟，但时间显得更长。地面的摇晃非常明显。我和我的同伴都觉得海浪似乎来自正东方向，而其他人则认为海浪来自西南方向：这表明有时很难察觉到震动的方向。站直并没有困难，但晃动让我感到头晕目眩：这有点像船只在小小的交叉波浪中移动，或者更像一个人在薄冰上滑冰的感觉，冰面在他的体重下弯曲。
一场严重的地震立刻摧毁了我们最古老的联想：地球，这个坚固的象征，在我们脚下像一层薄薄的地壳一样移动在流体之上；—一秒钟的时间在脑海中创造了一种奇怪的不安全感，这是几个小时的反思都无法产生的。在森林里，当微风吹动树木时，我只感到大地在颤抖，但没有看到其他影响。菲茨罗伊船长和一些军官在震动期间在城里，那里的景象更加引人注目；因为虽然房屋是用木头建造的，没有倒塌，但它们剧烈摇晃，木板吱吱作响，互相碰撞。人们惊慌失措地冲出屋外。正是这些伴随现象造成了所有亲身经历过地震影响的人对地震的彻底恐惧。在森林中，这是一种非常有趣，但绝不是令人敬畏的现象。潮汐受到了非常奇怪的影响。大震发生在退潮时；一位在海滩上的老妇人告诉我，海水流动得非常快，但不是以巨浪的形式，而是到达了高潮线，然后又迅速退回到正常的水平；这也可以从湿沙的线迹中看出。几年前在奇洛埃岛发生轻微地震时，也发生了同样快速但平静的潮汐运动，并引起了许多不必要的恐慌。在晚上，发生了许多较弱的震动，这些震动似乎在港口产生了最复杂的水流，其中一些水流非常强劲。
达尔文在观察和描述方面具有非凡的天赋。他也擅长从证人那里提取关键细节。这段文字是我读过的关于经历大地震的最引人入胜的描述之一。接下来，他将如此详细地描述地震的事件和余波，以至于任何熟悉地震事件的人都会认识到与之相关的各种特征，包括海啸、地裂和其他现象。
3 月 4 日。—我们进入了康塞普西翁港。当船只驶向锚地时，我登上了基里基纳岛。庄园的管家迅速骑马下来告诉我 20 日大地震的可怕消息：“—康塞普西翁和塔尔卡瓦诺（港口）没有一栋房子还站立着；七十个村庄被摧毁；一股巨浪几乎冲走了塔尔卡瓦诺的废墟。”对于后一种说法，我很快就看到了大量的证据—整个海岸都散落着木材和家具，仿佛有数千艘船只失事。除了大量的椅子、桌子、书架等之外，还有几间小屋的屋顶，几乎是完整地被运走了。塔尔卡瓦诺的仓库被炸开，大量的棉花、玛黛茶和其他贵重商品散落在岸边。在我绕岛步行期间，我观察到许多岩石碎片，从附着在它们上面的海洋生物来看，这些岩石最近一定躺在深水中，已经被抛到海滩的高处；其中一块岩石长六英尺，宽三英尺，厚两英尺。
岛屿本身清楚地显示了地震的巨大威力，正如海滩显示了随之而来的巨浪的威力一样。地面在许多地方都裂开了南北方向的裂缝，这可能是由于这个狭窄岛屿的平行陡峭的侧面屈服造成的。悬崖附近的一些裂缝宽达一码。许多巨大的岩块已经坠落在海滩上；当地居民认为，当雨季开始时，会发生更大的滑坡。震动对构成岛屿基础的坚硬原生板岩的影响更为奇特：一些狭窄山脊的表面部分被彻底震碎，就像被火药炸过一样。这种效果，因新鲜的断裂和移位的土壤而变得明显，一定局限于地表附近，否则整个智利都不会存在一块完整的岩石；这并非不可能，因为众所周知，振动物体的表面与中心部分受到的影响不同。也许正是由于这个原因，地震在深矿井内造成的破坏并不像预期的那样可怕。我相信，这次剧变在缩小基里基纳岛的面积方面，比一个世纪以来海浪和天气的正常磨损更有效。
第二天，我在塔尔卡瓦诺登陆，然后骑马前往康塞普西翁。这两个城镇都呈现出我见过的最可怕但又最有趣的景象。对于以前认识它们的人来说，这可能更令人印象深刻；因为废墟如此混杂在一起，整个场景几乎没有可居住的地方的气息，以至于几乎不可能想象它以前的状态。地震在上午 11 点半开始。如果它发生在半夜，那么大部分居民（仅在这个省份就必须达到数千人）肯定会丧生，而不是不到一百人：事实上，在地面第一次颤动时跑出门外的习惯，就足以拯救他们。在康塞普西翁，每栋房子或每排房子都独自伫立，成堆或成排的废墟；但在塔尔卡瓦诺，由于巨浪，只能辨认出薄薄的一层砖块、瓦片和木材，偶尔还留有一部分墙壁。从这种情况来看，康塞普西翁虽然没有完全被摧毁，但却是一个更可怕的，如果我可以这样称呼它的话，更具风景如画的景象。第一次震动非常突然。基里基纳的管家告诉我，他第一次注意到地震，是发现他和他骑的马一起滚落在地上。站起来后，他又被摔倒了。他还告诉我，一些站在岛屿陡峭侧面的牛被卷入了海中。巨浪造成了许多牲畜的死亡；在海湾顶端附近的一个低洼岛屿上，七十头动物被冲走并淹死了。人们普遍认为，这是智利有记录以来最严重的地震；但由于非常严重的地震只在很长时间间隔后才会发生，因此无法轻易得知；而且即使发生更严重的震动，也不会有什么区别，因为现在的破坏已经完全彻底。无数次小震动跟随大地震而来，在最初的十二天内，就记录了不下三百次。
在参观康塞普西翁之后，我不明白为什么大多数居民能够安然无恙地逃脱。许多地方的房屋都向外倒塌；因此在街道中间形成了小小的砖瓦和瓦砾堆。英国领事劳斯先生告诉我们，当第一次震动警告他跑出去时，他正在吃早餐。他刚跑到院子中央，他房子的一侧就轰然倒塌了。他保持了镇定，记住了，如果他爬到已经倒塌的那部分顶部，他就会安全。由于地面晃动无法站立，他手脚并用地爬了上去；他刚爬上这个小土堆，房子的另一侧就倒塌了，巨大的梁木从他的头前掠过。他的眼睛被遮蔽，嘴里塞满了尘土，天空一片昏暗，他终于走到了街上。随着震动接连不断，每隔几分钟发生一次，没有人敢靠近破碎的废墟；没有人知道他最亲爱的朋友和亲人是否没有因无人帮助而丧生。那些抢救出一些财产的人不得不时刻保持警惕，因为小偷在附近游荡，每次地面轻微颤动，他们一手捶胸顿足，大喊“Misericordia！”（怜悯！），然后另一只手从废墟中偷走他们能偷到的东西。茅草屋顶倒在火上，各处都燃起了火焰。数百人知道自己破产了，很少有人有能力提供当天的食物。
仅地震就足以摧毁任何国家的繁荣。如果英格兰地下的惰性力量发挥出它们在过去地质年代肯定发挥过的力量，那么整个国家的状况将会发生怎样的彻底改变！高耸的房屋、人口稠密的城市、大型工厂、美丽的公共和私人建筑将会怎样？如果新的动荡时期首先从半夜发生的一场大地震开始，那将是多么可怕的屠杀！英格兰将立即破产；所有文件、记录和账目将从那一刻起丢失。政府将无法征收税款，也无法维持其权威，暴力和掠夺之手将无人控制。在每个大城市，饥荒将蔓延，瘟疫和死亡将紧随其后。
震动过后不久，一股巨浪从三四英里的远处被看到，以平缓的轮廓逼近海湾中央；但沿着海岸，它摧毁了小屋和树木，势不可挡地向前席卷。在海湾顶端，它以一条可怕的白色浪花线破碎，冲到最高大潮线以上 23 英尺的垂直高度。它们的力量一定是巨大的；因为在堡垒，一门大炮及其炮架，估计重达四吨，被向内移动了 15 英尺。一艘纵帆船被遗弃在废墟中，距离海滩 200 码。第一波巨浪之后又来了两次，它们在退潮时带走了大量的漂浮物残骸。在海湾的某个部分，一艘船被抛到岸上，搁浅在高处，又被冲走，再次被冲到岸上，又被冲走。在另一个部分，两艘大型船只并排停泊，被旋涡卷起，它们的缆绳相互缠绕了三次；虽然锚泊在 36 英尺的深度，但它们还是搁浅了几分钟。巨浪一定移动得很慢，因为塔尔卡瓦诺的居民有时间跑到城镇后面的山上；一些水手向海中划去，相信他们的船可以安全地驶过海浪，如果他们能在海浪破碎之前到达的话。一位老妇人和一个四五岁的小男孩跑进一条船，但没有人划船出去：结果船撞到锚上，断成两半；老妇人被淹死了，但孩子在几个小时后被发现紧紧抓住残骸。房屋废墟中仍然残留着盐水池，孩子们用旧桌子和椅子做船，看起来像他们的父母一样快乐。然而，非常有趣的是，观察到所有人都比预期的更加积极和快乐。人们非常正确地指出，由于破坏是普遍的，没有人比其他人更感到卑微，也没有人会怀疑他的朋友冷漠—这是财富损失最令人痛苦的结果。劳斯先生和他慷慨地庇护的一大群人在苹果树下的花园里度过了第一个星期。起初，他们像野餐一样快乐；但不久之后，大雨造成了许多不适，因为他们绝对没有遮蔽物。
在菲茨罗伊船长对地震的精彩描述中，据说在海湾中看到了两次爆炸，一次像一根烟柱，另一次像一条巨大的鲸鱼喷水。水也到处都像沸腾一样；并且“变得黑色，散发出最令人不快的硫磺气味。”在 1822 年瓦尔帕莱索地震期间也观察到了后一种情况；我认为，这可以用海底含有腐烂有机物的泥浆的扰动来解释。在卡亚俄湾，在平静的日子里，我注意到，当船只拖着缆绳越过海底时，它的航迹被一条气泡线标记出来。塔尔卡瓦诺的下层阶级认为，地震是由一些老印第安妇女引起的，她们在两年前因受到冒犯而阻止了安图科火山的活动。这种愚蠢的信念很奇怪，因为它表明经验教会了他们观察到，火山的抑制活动与地面震动之间存在关联。有必要将巫术应用于他们对因果关系的感知失败的点；这就是火山喷口的关闭。这种信念在这个特殊情况下更加奇特，因为根据菲茨罗伊船长的说法，有理由相信安图科火山根本没有受到影响。 28
康塞普西翁镇以通常的西班牙风格建造，所有街道都彼此成直角；一组街道呈西南偏西方向，另一组街道呈西北偏北方向。在前者方向上的墙壁肯定比后者方向上的墙壁站得更好；更多的砖砌体块被抛向东北方向。这两个情况都完全符合波动来自西南方向的普遍观点，在西南方向也听到了地下噪音；因为很明显，朝向波动来源点的西南和东北方向的墙壁，比那些朝向西北和东南方向的墙壁更不容易倒塌，后者必须在其整个长度上同时被甩出垂直方向；因为来自西南方向的波动，当它们穿过地基时，一定会在西北和东南方向上延伸。这可以用书本边缘朝上放在地毯上来举例说明，然后，按照米歇尔提出的方法，模仿地震的波动：人们会发现，书本的倒塌或多或少容易，这取决于它们的方向或多或少地与海浪线重合。地面上的裂缝通常但不完全地向东南和西北方向延伸，因此与波动线或主要弯曲线相对应。牢记所有这些情况，这些情况如此清楚地指向西南方向是主要扰动中心，一个非常有趣的事实是，位于西南方向的圣玛丽亚岛，在陆地普遍隆升期间，被抬升到几乎是海岸其他任何地方高度的三倍。
墙壁根据其方向提供的不同阻力，在大教堂的案例中得到了很好的例证。朝向东北方向的一侧呈现出一堆宏伟的废墟，在废墟中间，门框和成堆的木材竖立起来，仿佛漂浮在溪流中。一些角形的砖砌体块尺寸巨大；它们被滚动到水平的广场上，就像高山脚下的岩石碎片一样。侧墙（朝向西南和东北方向）虽然裂缝很多，但仍然屹立不倒；但巨大的扶壁（与侧墙成直角，因此与倒塌的墙壁平行）在许多情况下被像凿子一样干净地切断，并被抛到地面上。这些墙壁顶端的某些方形装饰品被地震移动到对角线位置。在瓦尔帕莱索、卡拉布里亚和其他地方（包括一些古希腊神庙）的地震之后，也观察到了类似的情况。 1 这种扭曲的位移，起初似乎表明在每个受影响的点下方都存在涡旋运动；但这极不可能。这是否可能是由于每块石头都倾向于将自己排列在相对于振动线的某个特定位置—方式有点类似于摇动纸张上的别针？总的来说，拱形的门口或窗户比建筑物的任何其他部分都站得更好。然而，一位可怜的瘸腿老人，他习惯在轻微震动时爬到某个门口，这次却被压成了碎片。
我没有试图详细描述康塞普西翁的外观，因为我感到完全不可能传达我所经历的复杂感受。几位军官在我之前参观过那里，但他们最强烈的语言也未能恰如其分地描述荒凉的景象。看到人类花费如此多的时间和劳动力的作品，在一分钟内被推翻，这真是一件痛苦和屈辱的事情；然而，对居民的同情几乎立即被震惊所取代，因为人们看到了一种在瞬间产生的事态，而这种事态通常被认为是经过了漫长的岁月才形成的。在我看来，自从离开英格兰以来，我们几乎没有见过如此引人入胜的景象。
在几乎每一次严重地震中，据说附近的海水都会剧烈动荡。正如康塞普西翁的情况一样，这种扰动似乎通常有两种类型：首先，在震动发生的那一刻，海水以缓慢的运动高涨到海滩上，然后又平静地退去；其次，在一段时间之后，整个海体从海岸退去，然后以势不可挡的巨浪返回。第一种运动似乎是地震直接影响液体和固体的直接结果，因此它们的各自水平略有紊乱：但第二种情况是一种更为重要的现象。在大多数地震期间，尤其是在美洲西海岸的地震期间，可以肯定的是，海水的第一次大运动是退潮。一些作者试图通过假设海水保持其水平，而陆地向上振荡来解释这一点；但可以肯定的是，即使在相当陡峭的海岸上，靠近陆地的水也会分享海底的运动：此外，正如莱伊尔先生所强调的那样，在远离主要扰动线的岛屿上也发生了类似的海水运动，例如胡安·费尔南德斯岛在这次地震期间，以及马德拉岛在著名的里斯本地震期间就是如此。我怀疑（但这个问题非常模糊）海浪，无论如何产生，首先会将水从岸边拉走，然后海浪将在岸边破裂：我观察到，这种情况发生在汽船桨轮产生的小波浪中。值得注意的是，塔尔卡瓦诺和卡亚俄（靠近利马），这两个都位于大型浅海湾的顶端，在每一次严重地震中都遭受了巨浪的袭击，而瓦尔帕莱索，紧邻深水边缘，却从未被淹没，尽管它经常受到最强烈震动的摇晃。从巨浪不是立即跟随地震而来，而是有时在甚至半小时之后才到来，以及远处的岛屿与扰动中心附近的海岸受到类似的影响来看，似乎巨浪首先在公海中升起；由于这是一种普遍现象，因此原因一定是普遍的：我怀疑我们必须寻找深海中较少扰动的水域与靠近海岸的水域汇合的线，后者已经参与了陆地的运动，作为巨浪首先产生的地方；似乎巨浪的大小也取决于与海底一起被搅动的浅水区的范围。
这次地震最显著的影响是陆地的永久抬升；更确切地说，将其称为原因是更正确的。毫无疑问，康塞普西翁湾周围的陆地被抬升了两三英尺；但值得注意的是，由于海浪抹去了倾斜沙滩上旧的潮汐作用线，我找不到任何证据来证明这一事实，除了当地居民一致的证词，即一块现在暴露出来的小礁石以前被水覆盖。在圣玛丽亚岛（约 30 英里外），抬升幅度更大；在岛屿的某个部分，菲茨罗伊船长发现腐烂的贻贝壳床仍然附着在岩石上，高出高潮线 10 英尺：当地居民以前在低潮时潜水采集这些贝壳。这个省份的抬升特别有趣，因为它曾是多次强烈地震的发生地，而且大量的海贝壳散落在陆地上，高度肯定达到 600 英尺，我相信甚至达到 1000 英尺。正如我已经说过的那样，在瓦尔帕莱索，也发现了类似的海贝壳，高度为 1300 英尺：几乎可以肯定，这种巨大的抬升是由连续的小型隆升造成的，例如伴随或引起今年地震的隆升，以及由某些海岸地区肯定正在进行的缓慢上升造成的。
胡安·费尔南德斯岛，位于东北方向 360 英里处，在 20 日的大震动时也受到了剧烈摇晃，以至于树木互相撞击，一座火山在靠近海岸的水下爆发：这些事实值得注意，因为这个岛屿在 1751 年的地震期间也受到了比康塞普西翁相等距离的其他地方更剧烈的震动，这似乎表明这两个点之间存在某种地下联系。奇洛埃岛，位于康塞普西翁以南约 340 英里处，似乎比瓦尔迪维亚的中间地区受到更强烈的震动，瓦尔迪维亚的维利亚里卡火山根本没有受到影响，而在奇洛埃岛前面的科迪勒拉山脉中，两座火山同时爆发，剧烈活动。这两座火山和一些附近的火山持续喷发了很长时间，并在十个月后再次受到康塞普西翁地震的影响。一些在其中一座火山底部附近伐木的人，没有感觉到 20 日的震动，尽管当时整个周围的省份都在颤抖；在这里，我们看到火山爆发缓解并取代了地震，正如底层民众所相信的那样，如果安图科火山没有被巫术关闭，康塞普西翁也会发生这种情况。两年零三个季度后，瓦尔迪维亚和奇洛埃岛再次发生震动，比 20 日更加剧烈，奇诺斯群岛的一个岛屿永久抬升了八英尺以上。如果（像冰川的情况一样）我们假设这些现象发生在欧洲的相应距离处，那么就能更好地了解这些现象的规模：—那么从北海到地中海的陆地将受到剧烈摇晃，并且在同一时刻，英格兰东海岸的大片地区将永久抬升，以及一些外岛，—荷兰海岸的一连串火山将爆发活动，并且在爱尔兰北端附近的海底发生火山喷发—最后，奥弗涅、康塔尔和蒙多尔的古老喷口都将向天空喷出浓浓的烟柱，并长期保持猛烈的活动。两年零三个季度后，法国从中心到英吉利海峡将再次遭受地震的蹂躏，地中海的一个岛屿将永久抬升。