地震可能在我们最意想不到的时间和地点发生——正如纽约市和新泽西地区的居民上周五早上所经历的，一场预估震级为 4.8 的地震在东部时间上午 10:23 发生了。

地震的震中在新泽西的黎巴嫩，距离曼哈顿西部大约 50 英里，据报道震感一直延伸到费城南部和波士顿北部。截至周五上午晚些时候，尚未有严重损害的报告。

东海岸的地震虽然不常见，但也并非绝无仅有。2011 年 8 月 23 日，一场 5.8 级的地震几乎袭击了弗吉尼亚的矿物镇，造成了约 2 亿到 3 亿美元的损失。那次地震发生在中弗吉尼亚地震带。
部分原因是地震波在东海岸的沉积物中能传播得更远，不像西海岸那样地震活跃，加上该地区人口密集，美国地质调查局的科学家估计，2011 年的地震可能是北美历史上感受到的人数最多的一次。

在全球范围内，地震依然是一种巨大的致命威胁。近 25 年来最大的地震周三早上在台湾发生，造成至少 9 人死亡，数百人受伤。7.4 级的地震引发了一系列余震，最大的一个达到 6.4 级。去年，一系列达到 6.3 级的地震袭击了阿富汗，导致超过 2400 人死亡。去年 9 月，一场 6.8 级的地震震撼了摩洛哥，这是至少 120 年来该国遭受的最大地震，造成了超过 2900 人死亡。

地震基础知识

地震发生是因为地壳的巨大块体突然相互移动。这些块体，被称为构造板块，位于地球地幔之上，地幔在数百万年的时间里表现得像是非常缓慢移动的液体。

这意味着构造板块会随时间推移相互碰撞。它们也可以在彼此之上滑动，这种现象被称为俯冲。地球上板块相遇的地方最容易发生地震。地壳块体相互滑过的特定表面被称为断层。随着板块的移动，压力在它们的边界上积累，同时摩擦力将它们固定在位。当压力超过摩擦力时，地球随着积蓄的能量释放而震动。

科学家们对这类地震有很深的了解，包括那些源自加利福尼亚的圣安德烈亚斯断层和土耳其的东安纳托利亚断层的地震。然而，地震也可能发生在构造板块内部，由于边缘的压力导致中部变形。这些风险更难以发现和评估。

“我们对板内地震的了解还不够深入，”斯坦福大学地球物理学教授 Greg Beroza 表示。他进一步解释，与发生在断层线上的地震相比，板块内的地震往往缺乏明显的征兆。

里氏震级不再是唯一的测量标准

由 Charles Richter 于 1935 年为测量南加州地震而开发的里氏震级已逐渐被淘汰。

它采用对数尺度而非线性尺度，这是因为地震的强度差异巨大，从微小震动到摧毁高楼的地震。在对数尺度上，7 级地震的强度是 6 级的 10 倍，是 5 级的 100 倍。

里氏震级实际上测量的是地震波的峰值振幅，因此它只能间接估计地震的强度。因此，如果把地震比作池塘里扔下的一块石头，里氏震级测量的是最大波浪的高度，而不是石头的大小或波纹的范围。

在地震的情况下，波纹不是在像水那样的均匀介质中传播，而是穿过形状、大小、密度和排列各异的固体岩石。固体岩石还能传播多种类型的波动。（一些地质结构可以减弱大地震，而其他结构则可能放大较小的震动。）

尽管里氏震级针对南加州的校准在当时有助于比较地震，但它提供的风险画面不完整，对于更强烈的地震失去了准确性。它还忽略了世界其他地震多发区域的细节，并且对于那些试图建造抗震结构的人来说并不实用。

“我们不能在设计计算中使用它，”国家标准与技术研究院地震工程组负责人 Steven McCabe 说。“我们关注的是位移。”

位移，即地面实际移动的程度，是另一种描述地震的方法。矩震级则是另一种方法。它考虑了多种类型的地震波，依靠更精确的仪器和更强大的计算能力，提供了一个可靠的标尺来比较地震事件。

当你在新闻中听说地震的震级时 — 比如最近土耳其的 7.8 级地震 — 通常指的是矩震级。

但这仍然只是对地震大小的一个间接衡量。由于只能间接测量，像 2004 年印度洋地震这样的事件，其规模可能需要长达一年才能确定，哈佛大学地震研究员 Marine Denolle 表示。

“我们更倾向于使用峰值地面加速度，”她说。这是一个衡量地面速度和方向变化的指标，对工程师来说非常有用。

因此，地震测量尺度随着时间变得更加复杂和具体。但这也使得科学家和工程师能进行更精确的测量 — 这在规划中非常重要。

我们仍不能很好地预测地震

对科学家来说，预测地震是一个敏感话题，部分原因是长期以来一直有骗子和伪科学家声称能预测地震。（他们的声明自然在审查下站不住脚。）

科学家确实能够较好地判断地震可能发生的地区。通过历史记录和地质测量，他们能够识别潜在的地震热点和可能遇到的震动类型。（你可以查看美国地质调查局的断层线交互式地图和 NOAA 的地震事件交互式地图。）

至于地震何时发生，目前还难以确定。

“许多地震学家已经研究这个问题数十年。我们目前无法短期内预测地震，”Beroza 说。“这需要我们掌握我们目前所没有的各种信息。”

很难预测地震何时发生，因为造成地震的力量在广阔区域内缓慢积累，但在狭窄区域内迅速释放。令人惊讶的是，几百万年来在大陆上积累的力量能在几分钟内给城市带来巨大破坏。

要预测地震，需要在几十年甚至更长时间里，对地下深处进行高分辨率的测量，并进行复杂的模拟分析。即便如此，也很难提前一个小时发出预警。因此，存在太多不确定因素，而且缺乏有效的分析工具。

一些研究表明，大地震之前可能会有前震，但很难将它们与常规发生的数百次小地震区分开。

在较短的时间尺度上，短信和推特信息实际上可以比地震波更快传播。例如，在 2011 年日本东北地震中，震中附近的警告信息传到了 232 英里外的东京，为居民赢得了大约一分钟的预警时间。

现在，许多国家正在建立警报系统，利用现代电子通信技术来检测地震并提前发送警报，争取几分钟宝贵的避难时间。

同时，在一次大地震之后，余震经常会震动受灾地区。”如果我们刚经历了一次大地震，我们知道不久后会有小地震发生，”Denolle 说。

在预测方面，研究人员理解地希望确保他们既不过度承诺也不失信，特别是当成千上万的生命和数十亿美元的财产损失悬而未决时。但这种谨慎态度也带来了后果。

2012 年，六名意大利科学家因在 2009 年一系列小地震后准确表示拉奎拉镇的大地震风险较低而被判处六年监禁。科学家们评估风险六天后，一场大地震袭击该镇，造成 309 人死亡。这些定罪后来被推翻，此事件成为科学家如何向公众传达不确定性和风险的案例研究。

你的宠物也无法预测地震

自古希腊以来，就有记录显示动物在地震前表现出奇怪行为。但是，一个有用的模式仍然难以找到。每当发生地震，如果有可爱的动物可以拍照，就会出现羽毛和毛茸茸的“预报员”，但这主要是确认偏误。动物经常做出我们认为奇怪的行为，但直到地震发生我们才给予这些行为以意义。

“在任何一天，都会有数百只宠物做出他们以前从未做过且之后也不会再做的事情，”Beroza 说。总之：不要等待奇怪的动物行为来预示地震即将来临。

美国的大地震迟早会发生

你一直听说的那场大地震（The Big One）确实存在。

2015年，《纽约客》因报道可能会震撼太平洋西北部的一场巨大地震而获得普利策奖——被称为“北美历史上最严重的自然灾害”，这场地震将影响700万人，波及140,000平方英里。

这场潜在的地震可能达到8.7至9.2级，比科学家预计的圣安德烈亚斯断层可能产生的最大地震（8.2级）还要强烈。

日本、新西兰以及环太平洋火环带的其他地区也面临大地震的威胁。我们无法预知这些地震何时发生；我们只能大致估计它们之间的平均间隔时间，而这个时间在不同地区各不相同。

“在这个领域，我们已经讨论了几十年那个（太平洋西北部）情景，”Beroza 说。“我不认为我们已经逾期，但地震随时可能发生。”

“这是一个威胁，”Denolle 表示。“我们之所以忘记这个威胁，是因为那里已经很长时间没有发生地震了。”这里所说的“很长时间”意味着超过300年。

因此，虽然加利福尼亚长期以来一直在通过建筑规范和灾难规划为大地震做准备，但太平洋西北部可能会措手不及。不过，《纽约客》的作者Kathryn Schulz 提供了一份实用的准备指南。