斷層蠕變是在某些活動斷層上可能發(fā)生的緩慢而恒定的滑動的名稱，而不會發(fā)生地震。當(dāng)人們了解它時，他們常常想知道斷層蠕變是否可以緩解未來的地震，或者使其變小。答案是“可能不會”，本文解釋了原因。

       蠕變條款

       在地質(zhì)學(xué)中，“蠕變”用于描述任何涉及形狀穩(wěn)定，逐漸變化的運(yùn)動。土壤蠕變是平緩的滑坡形式的名稱。隨著巖石的翹曲和折疊，變形蠕變發(fā)生在礦物顆粒中。斷層蠕變也稱為抗震蠕變，發(fā)生在地球表面一小部分?jǐn)鄬由稀?/span>

       蠕變行為發(fā)生在所有類型的斷層上，但是在走滑斷層上可視化容易，這是垂直裂縫，其相對側(cè)彼此相對移動。據(jù)推測，它發(fā)生在與俯沖有關(guān)的巨大斷層上，這些斷層引起了大的地震，但是我們無法很好地測量這些水下運(yùn)動的強(qiáng)度。蠕變運(yùn)動以毫米/年為單位，是緩慢且恒定的，終是由板塊構(gòu)造引起的。構(gòu)造運(yùn)動在巖石上施加力（應(yīng)力），該力隨形狀（應(yīng)變）的變化而變化。

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       故障應(yīng)變和力

       斷層蠕變是由斷層上不同深度處的應(yīng)變行為差異引起的。

       在深處，斷層上的巖石又熱又軟，斷層的表面像太妃糖一樣相互延伸。也就是說，巖石經(jīng)歷了延性應(yīng)變，從而不斷緩解了大部分構(gòu)造應(yīng)力。在延性區(qū)上方，巖石從延性變?yōu)榇嘈浴Ｔ诖嘈詤^(qū)域，應(yīng)力隨著巖石的彈性變形而累積，就像它們是巨大的橡膠塊一樣。發(fā)生這種情況時，斷層的兩側(cè)就鎖在一起了。當(dāng)脆性巖石釋放該彈性應(yīng)變并恢復(fù)到其松弛的，未應(yīng)變的狀態(tài)時，就會發(fā)生地震。（如果您將地震理解為“脆性巖石中的彈性應(yīng)變釋放”，那么您將擁有地球物理學(xué)家的頭腦。）

       該圖中的下一個成分是使斷層鎖定的第二個力：由巖石的重量產(chǎn)生的壓力。巖石靜壓力越大，斷層可累積的應(yīng)變就越大。

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       堅果殼蠕變

       現(xiàn)在我們可以斷層蠕變了：它發(fā)生在巖石靜壓力足夠低以至于斷層沒有鎖定的表面附近。根據(jù)鎖定區(qū)域和未鎖定區(qū)域之間的平衡，蠕變速度可能會有所不同。因此，對斷層蠕變的仔細(xì)研究可以為我們提供鎖定區(qū)域位于下方的提示。由此，我們可能會得到關(guān)于沿斷層構(gòu)造應(yīng)變?nèi)绾谓⒌木€索，甚至可能會獲得關(guān)于可能發(fā)生何種地震的一些見識。

       測量蠕變是一項復(fù)雜的技術(shù)，因為它發(fā)生在表面附近。加州的許多走滑斷層包括一些正在蔓延的斷層。這些包括舊金山灣東側(cè)的海沃德斷層，南部的卡拉維拉斯斷層，加利福尼亞中部的圣安德烈亞斯斷層的蠕動部分以及加利福尼亞南部的加洛克斷層的一部分。（但是，蠕動斷層通常很少見。）測量是通過沿著永久性標(biāo)記線的重復(fù)勘測來進(jìn)行的，這些標(biāo)記可能很簡單，就像在路面上釘釘子一樣簡單，也可能像在隧道中安裝的蠕變儀一樣復(fù)雜。在大多數(shù)地方，每當(dāng)風(fēng)暴潮中的水分滲入加利福尼亞的土壤時（這意味著冬季是雨季），蠕動就會激增。

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       蠕變對地震的影響

       在海沃德斷層上，蠕變速率每年不超過幾毫米。即使是大值，也僅占整個構(gòu)造運(yùn)動的一小部分，而且蠕變的淺層區(qū)域一開始就永遠(yuǎn)不會收集太多的應(yīng)變能。鎖定區(qū)域的大小遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了爬行區(qū)域。因此，如果幾年后平均每200年發(fā)生一次地震，因為蠕變緩解了一點(diǎn)應(yīng)力，那么沒人知道。

       圣安德烈亞斯斷層 的蠕變段不尋常。從來沒有記錄過大地震。這是斷層的一部分，約150公里長，每年以大約28毫米的速度蠕動，并且似乎只有很小的鎖定區(qū)域。為什么是科學(xué)難題。研究人員正在尋找其他可能在此處潤滑故障的因素。一個因素可能是沿斷層帶存在大量的粘土或蛇紋巖。另一個因素可能是陷于沉積物孔隙中的地下水。只是為了使事情變得更復(fù)雜，可能是蠕變是暫時的，在時間上僅限于地震周期的早期。盡管研究人員長期以來一直認(rèn)為蠕變部分可能會阻止大的破裂在整個過程中擴(kuò)散，但近的研究對此表示懷疑。

       SAFOD鉆探項目成功地在圣安德烈亞斯斷層蠕變段的大約3公里深度處對巖石進(jìn)行了采樣。當(dāng)巖心次揭露時，蛇紋石的存在是顯而易見的。但是在實驗室中，核心材料的高壓測試表明，由于存在一種名為皂石的粘土礦物，該材料非常脆弱。蛇紋石在蛇紋石相遇并與普通沉積巖發(fā)生反應(yīng)的地方形成。粘土在捕獲孔隙水方面非常有效。因此，就像地球科學(xué)中經(jīng)常發(fā)生的那樣，每個人似乎都是正確的。