雨雪有助于缓解地震断层的压力

自然力量塑造了地球的每一寸土地，但在加利福尼亚州，最大的两个影响因素是天上掉下来的雨（或没有雨）和地震。

长期以来，许多研究人员认为这两者毫无关联。地震会影响地下水位和蓄水层，但不会影响雨水，而且大多数情况下，人们认为雨水和雪对地球的影响不足以真正影响地震。

但今天发表在《科学》杂志上的一项研究发现季节性降水和地震之间存在联系，特别是一些非常小的地震。

加州大部分地区有两个截然不同的季节——雨季和旱季。雨季期间，水库蓄水，山顶积雪堆积，地面充满水分。在干旱的月份，所有的水开始流动、融化和蒸发。该地区聚集的大量水总重量非常大，以至于可以将地球压低几分之一英寸。

加州大学伯克利分校的地​​球科学家克里斯托弗·约翰逊和罗兰·伯格曼利用一个名为 EarthScope 的传感器网络测量了地球的季节性变化，该网络可以追踪我们脚下地面的微小运动。该网络包括 GPS 测量（就像你手机里的数据一样），记录了地球表面在压力下如何移动。例如，每个季节都会有大量的水倾倒在地上。

“这与雪和水对地球的挤压有关，我们看到的基本上就是地球在这些压力的增加和减少下如何弯曲，”伯格曼说。

他们发现了什么

通过观察 2006 年至 2014 年降水引起的季节性变化，并将其与同一时期的地震记录进行匹配，研究人员能够显示出地震与加州季节性降雨之间的相关性。

“这表明，存在足够强烈的相互作用，水圈的变化确实会对小地震发生时的地质构造产生影响，”Bürgmann 说。

大多数地震都是小地震——震级在 2.0 级以上（低于该震级，震动通常太小而无法感觉到），但仍小于过去发生过的一些大地震。

他们发现，水荷载对地震的影响很大程度上取决于地震起源断层的形状。断层是地壳中允许运动的裂缝，它们在地面上可以以各种各样的方式定向。

“当夏季内华达山脉出现时，夹紧应力就会减小，因此断层的挤压就会减小，我们那时会看到更多的小地震，”伯格曼说。

但在该州的其他地区，如内华达山脉以东的东加州剪切带断层，地球断层的形状有所不同。在那里，冬季水的增加导致更多的地震。因此，有些地区可能会出现地震的季节性变化，但各地可能不是同一季节。Bürgmann 说，他们在这些小型地震中看到的模式也应该适用于大型地震，但需要更多信息来确定季节性水循环可能产生多大影响。

“这与其他地震触发因素类似，比如美国中部诱发的地震。我们给断层施加额外的压力，让它们提前发生，或者让它延迟一段时间，”Bürgmann 说。“你无法证明因果关系，但仅仅通过增加少量压力，你永远不知道对于单个地震来说，这是否最终会造成很大的影响。”

那么，这是否意味着加州本季的大量降雪和降雨将导致更大规模的地震？伯格曼经常被问到这个问题。简短的回答是，他们还不知道。

约翰逊和伯格曼的研究结果考察了整个九年的时间跨度来解决季节变化问题，但无法挑选出个别年份来观察雨水年份与干旱年份的对比情况，但他们希望未来的研究能够观察个别年份或季节。

金钱问题

但为了继续进行这项研究，科学家需要能够访问遍布全国的极其精确的传感器网络。

Bürgmann 表示，如果没有该网络的建设和投资，这项研究就不可能实现。“我们确实可以看到地球移动的一切，从板块构造到地震再到水负荷，”Bürgmann 说。但随着预算讨论的继续，该网络的未来目前悬而未决。

“美国国家科学基金会的初始资金将在 2018 年用完，”Bürgmann 说道。“每个人都认为会找到某种解决方案来维持这项工作，尤其是因为测量员、交通运输人员和许多人现在都依赖这些数据，但我们还没有找到解决办法。所以我们都有点急切地想知道如何解决这个问题。”

未来工作

伯格曼计划扩大他的研究范围，研究水对地球运动的其他影响。众所周知，冰川会压低地壳，而现在冰川正在快速融化。伯格曼计划前往阿拉斯加，观察水的重量发生如此大幅度的变化会如何影响美国某个地区（如加利福尼亚州）的地震。该地区经常发生地震。

这项研究也有望帮助我们全面了解地震。地震本质上发生在地下，发生在难以观察的地方，规模也难以观察。

“我不认为这会帮助我们预测地震，”伯格曼说，“但最终，它可以帮助我们更好地了解地震灾害。”

虽然像预测大型风暴系统那样预测特定地震仍然过于复杂，难以实现，但研究人员正在利用此类工作来大致了解一个地区未来的地震情况。了解天气和地震之间的联系可以帮助地震多发地区的居民大致了解未来会发生什么。

“我们越能提高解决这种联系的能力，就越有机会了解断层是如何运作的，我们越能密切地追踪断层所经受的力量，就越能理解地震发生的原因，”伯格曼说。