久而久之,人类第一次拍摄地球表面被“撕裂”的全过程。
也许这是人类第一次用镜头捕捉到断层移动的瞬间。
缅甸在2025年3月28日遭遇。7.7级地震。太阳能电厂的监控摄像头记录了缅甸第二大城市曼德勒南部地面破裂的过程。
Htin Aung在自己的脸书上发布了这段视频,吸引了许多地理学家和地质爱好者观看。
画面中,一切都像是精心设计的电影特效,既真实又有点奇怪:坚固的大门左右晃动,平坦的水泥地面上有缝隙。突然,围栏右侧的地面仿佛被一双无形的巨手猛然驱使,整整2米的快速侧滑多远啊!不远处的输电塔也立刻崩塌了。
虽然地理学家在震后看到了许多断裂,但这是一种即时动态的方式。整个断层的形成过程完全记录下来,还是第一次。
这个问题不禁让人问:这个撕裂大地的断层,究竟是怎样形成的?科学家们能够从这个影像中解释地球的秘密吗?
为什么路面会滚动?
地球表面不是铁板,而是由几个巨大的“拼图”组成,即板块。这些板块携带着大陆和海洋,在地球内部熔化物质的推动下,它们像水面上的冰一样慢慢飘动。
大约4000万年,原本在南半球的印度板块,一路向东北漂移,最终与巨大的体型相结合。欧亚板块迎面相碰。这场惊天动地的“大车祸”,威力之大,直接将两个板块接触的边缘区域“拱起”,构成了我们今天看到的巍峨的喜马拉雅山脉。

飘移印度板块的过程 | USGS
当然,碰撞不仅仅是“正面对冲”那么简单。在印度板块的东侧边缘,它与欧洲和亚洲板块不断出现“侧边刮擦”。就像两个人并肩行走,肩膀不断摩擦对方。这种多年的巨大摩擦,让这里的地壳岩层不堪重负,最终沿着一个长区域断裂,形成了一个巨大的“疤痕”——这就是实皆断层。
而且2025年3月28日这场让地面撕裂的缅甸地震,正是这场不安分的真正断层,又一次引发了“祸”。

事实上,断层和历次地震的位置 | USGS
真正的断层是如何引起地震的?我们可以把它想象成一个巨大的扭簧。因为印度板块还在向北挤压欧亚板块,所以实际断层的两侧继续储气:断层的西部地块想向北移动,而东部地块相对向南移动。
这样就使断层表面积累了巨大的应力,就像扭簧越拧越紧一样。当地下深处的岩层无法承受这种力量时,它会突然破裂和移动。瞬间,长期存款能量就像决堤的洪水一样强烈释放,形成地震。
或许你已经注意到了,录像中的路面就是这样错开的。。
两侧的路面基本没有明显的上升或下降,只有水平方向的位移。在地质学上,它们被称为“走滑断层”。

走滑断层 | Geology Page
除了滑动断层,还有两种不同的断层,叫做正断层和逆(冲)断层。相比之下,它们基本上不会在水平方向上移动,而是沿着断裂的陡坡向上或向下移动。

正断层和逆冲断层 | 中国地质科学院地质研究所
为什么大门先动?
如果你小心翼翼,你可能会发现一个有趣的现象:在视频中,在地面大规模变化之前,门和周围的风景似乎已经“无法忍受”,并率先摇晃。
那又是为什么呢?
为了解决这个疑问,我们应该知道地震发生时产生的两个主要“信使”——地震波。它们就像赛跑运动员一样,从地下岩层最初破裂的地方(即地下岩层最初破裂的地方)开始,向四面八方传播。
“急性子”先锋-P波 (Primary wave, 纵波)
大约在视频的10秒钟左右,第一波震动到达。

在10秒左右的视频中,摄像头开始颤抖 | Htin Aung
这个P波跑得最快。你们可以把它想象成一排。持续压缩和拉伸弹簧波浪,它使路面上下晃动。
P波的特点是速度快(大约每秒6-8公里的地壳),但是一般的威力比较小,所以我们在视频中看到的是摄像头和周围的绿色植物开始颤抖。

P波波是上下振动的 | NCREE
S波波是“大力士”的主力 (Secondary wave, 横波)
跟随P波后,大约12秒钟的视频,第二波更强的振动到达,这是S波。

录像上下12秒,大门左右摇晃。 | Htin Aung
S波跑得比P波慢(在地壳里大约每秒3-5公里),但是它的破坏力一般较大,使道路来回摇摆,左右摇摆。
因为大门离断裂带很近,所以在地震中被称为“近断层地震”。此时,由于多普勒效应的影响,S波的能量沉积在一起,在很小的范围内集中释放,这就是为什么大门会如此剧烈地晃动。

S波比P波晚些时候到达。 | NCREE
“黄金几秒钟”地震预警
正是因为P波跑得快,S波跑得慢,这种速度差给了我们一个非常珍贵的“预警窗口”。
通过在各个地方设置地震监测器,科学家可以在检测到前期到达但破坏力较小的P波时,快速计算地震的朝向和大致强度,并在更具破坏性的S波到达之前向可能受到影响的区域发出警报。
这短短几秒到几十秒的时间,对寻找安全位置、紧急避险的人来说,尤为重要!
迟到的“路面撕裂”
大约在14秒钟左右,路面才开始出现明显的运动和破裂。

注意右边的路面,有明显的滚动。 | Htin Aung
为什么真正的地面断裂要晚一点?
这是因为表面断层的破裂和扩张本身也是一个有速度的过程。这种“撕裂”地球的速度通常比S波的传播速度慢(约为S波的0.8倍)。所以我们会先感受到P波带来的轻微晃动,然后是S波带来的强烈晃动,最后才能看到。破碎的部分被撕裂并滚动。
一旦开始破裂,伴随着巨大的能量释放,路面就像热刀下的黄油,丝滑而不可阻挡地错开。

地面平滑地错动 | Giphy
另一种可能
正如我们前面提到的,地表断层的“撕裂”速度通常比S波慢。但科学的奇妙之处在于,总有例外和更深层次的规律等着我们去发现。
对于2025年缅甸地震,一些科学家在分析了卫星观测数据和地震仪记录后提出:在这次地震中,地壳断裂的扩展速度可能比S波(也就是前面提到的“主力”剪切波)更快。传播得更快!
这听起来不合理。断裂怎么能跑赢振动?事实上,我们可以用生活中的一个例子来理解它:想象你在做什么。撕一张纸。

断裂就是撕纸 | Giphy
当你撕开纸张时,这个裂缝向前扩展的速度可能会超过纸张本身的振动(可以看作是一个微弱的剪切波)的传递速度。换句话说,裂缝“跑”在振动前面。!
通过对复杂计算模型的分析,地理学家发现,在一些特定类型的断层(就像我们这次关注的滑动断层一样)上,如果满足一系列非常“苛刻”的条件,断裂可以比S波跑得更快,像脱缰的野马一样“奔跑”,甚至赶上P波的速度。
这一地震的断裂速度超过了剪切波,被称为“超裁切地震”。在世界范围内有记载的地震中,可能只有21次被确认为超切切地震。
假如这次缅甸地震最终被证明是超剪切地震,那将是第22次。

超裁切地震发生在历史上 | Bao et al., 2022.
超剪地震的断裂速度究竟有多快?
研究发现,在超切割地震中,前峰断裂的传播速度可以达到惊人的每秒5公里!我们知道空气中声音的传播速度约为每秒340米,每秒5公里意味着这个“撕裂”的地球速度已经达到。音速的近15倍!
若要在地球上找到一种速度可以与之媲美的人造物,也许只有像东风-17这样的高超音速导弹才能在飞行时实现。
想像一下,地震断裂以这种速度掠过脚下,那是多么迅速的破坏力!

超切割地震的破裂速度与超音速导弹相似 | CCTV
回头看看这段视频,它不只是前所未有,是典型的断层移动记录。,地震系统的规律更容易隐藏。是破能还是其他地震波让大门晃动?是哪种地震波让远处的电塔倒下了?
或许在不久的将来,地理学家会从某一帧图片中找到答案。而且这个答案,或许可以让地震预警再次提前一秒。
参考文献
[1] 赵晓芬, 温增平. 2023. 近断层速率脉冲型地震动鉴定方法研究综述. 地球和行星物理论评价(中英文), 54(5) 532-540.
[2] Shahzada K, Noor U A, Xu Z D. In the Wake of the March 28, 2025 Myanmar Earthquake: A Detailed Examination[J]. Journal of Dynamic Disasters, 2025: 100017.
[3] Bao, Han, et al. Global frequency of oceanic and continental supershear earthquakes. Nature Geoscience 15.11 (2022): 942-949.
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