编者注： 我们询问了来自各个领域的几位科学家，他们认为今天最伟大的奥秘，然后我们也添加了一些脑海。本文是LivesSience的“最大谜团”系列中的15篇文章之一。
当大量地震袭击时，专家可以准确地解释涉及哪种类型的故障，甚至可以预测余震将持续多长时间。但是奇怪的事实是，地震学家和地球物理学家完全不确定地震期间地球内发生的事情。在过去的十年中，地震物理学发生了一场革命，这要归功于实验室实验的新见解，对挖掘的断层的现场研究和更好的理论。但是，仍然未知的力量的性质和行为仍然未知。而且，当断层移动时，缺少某些东西 - 几乎没有证据表明当两个巨石彼此滑倒时，预计极高的摩擦和熔融融化将在地面上面。加州理工学院地球物理学家汤姆·希顿（Tom Heaton）说：“有很多理由相信正在发生异国情调的事情。”希顿说：“地震中摩擦滑动的问题是整个地球科学中最根本的问题之一。” “这是一个30年的神秘故事，弄清楚地震问题的基本物理学。”温和的地震大多数地震发生在构造板相遇并相互滑动的地方发生。当运动的摩擦应力超过岩石的强度时，就会发生地震，从而导致断层线的故障。地壳的剧烈位移随后导致弹性应变能的释放。这种能量采用辐射并构成地震的冲击波的形式。希顿说，关于地震的最奇怪之处之一是它们的温柔。例如，一些科学家认为他们已经弄清楚了如何在实验室中模拟迷你地点。但是，当他们扩大实验室中观察到的能量到实际故障的大小时，该模型将预测故障的广泛熔化。这样的模型预测了破坏远远超出了本周在秘鲁造成500多人的杀害，在2005年巴基斯坦地震中有80,000多人，或者在苏门答腊沿岸的2004年地震中超过四分之一的人。希顿说：“地震将是如此猛烈，以至于没有生物可以生存。”因此，实际上没有人模拟任何接近真实地震的东西。机器设计问题模拟问题部分在于，使实验室机器产生地震期间地面以下的所有环境条件非常困难，包括高应激，高压，高压，温度升高和每秒大约一个码的滑动速率（大约是我们行走的步伐）。布朗大学的戴维·戈德斯比（David Goldsby）和他的岩石力学同事设计了机器，可以在岩石标本上施加高压力，以便地球物理学家可以深入研究摩擦。他说：“我们可以在地壳的整个地震生成区域中施加正常应力，深度约为10公里（6英里）。”对于地震科学来说，这是令人印象深刻的，但仍然留下很多问题，因为地球内部发生的事情在大小和物理学上是如此奇怪。戈德斯比说：“世界上还没有能力符合所有这些标准。”正常摩擦在地上，摩擦是一种稳定，顽固的力量，反对运动。摩擦会产生热量，因为有冷的人知道，随着您的压力增加，摩擦会增加。因此，滑动过程中断层的热量应随着地球深度的增加而增加。岩石肯定应该在他们见面的地方融化。但是地下，在地震期间，两个巨大的，坚硬的，重量的岩石板彼此滑落或下面。什么都没有融化。通常。那很奇怪。戈德斯比说，这可能是因为摩擦远低于地面岩石所期望的摩擦和热量。 Heaton说，地震摩擦是这样的：当几乎没有运动时，它开始很高；然后，随着岩石移动的快速移动，摩擦下降至零；然后，当岩石放慢时，摩擦再次变高。那种怪异的行为摩擦戈德斯比说，在地震期间可能是几乎没有熔化的原因。如果当岩石移动快时摩擦很低，则产生的热量要少得多，并且不会发生可检测到的熔化。希顿说，也许在岩石到达融化阶段之前，也许还有其他一些机制。一种解释是“闪光供暖”。非常高的力将故障固定在适当的位置。一旦故障开始滑动，如果它们的滑动足够快，它们就会在微观接触点（例如冰上的滑板）变成额外的滑动。 Heaton说，产生热量，但结果是零摩擦，高温垫子的光或过热气体，称为血浆，无法产生可检测到的融化材料。当断层放慢速度时，它们再次紧紧粘住。戈德斯比说，另一个想法是，滑动过程中岩石中的加压水可以减轻断层的压力，因此可以减轻摩擦。故障可能会乘坐蒸汽缓冲，使故障在低摩擦下滑动，岩石的热量不会达到熔点。地毯上的涟漪希顿说，理解地震的关键实际上不是它们从哪里开始，而是断裂的蔓延，这与地下摩擦的怪异行为有很大关系。希顿说，最高的滑动速度发生在滑动脉冲的前缘，它像地毯上的涟漪一样贯穿地球，他在17年前在具有里程碑意义的纸上描述了这种断层行为。他说，将错误视为您想移动的地毯。您可以从边缘拉出地毯。那是移动它的困难方法。他解释说，移动地毯的简单方法是“在其中稍微颠簸并移动颠簸，完成后，您已经抵消了地毯。”希顿说，事实证明，摩擦与那些滑动脉冲进行了阳阳的布置。他说：“脉搏中的滑动取决于摩擦，但事实证明，摩擦会使滑动的发生速度变化。” “这是一个数学问题，是一个积极的反馈系统。众所周知，它们是不稳定的。”希顿说，如果您知道脉搏有多大，您可以预测地震的幅度，但是地下摩擦的异国情调行为可以使所有这些爆炸架。戈德斯比说，尽管如此，地震物理学领域的革命带来了新的见解。他说：“我不仅充满希望，而且可以肯定，我们将进一步了解未来十年中的地震。” “这些知识将有助于我们了解如何减轻地震的破坏性影响并帮助防止生命的丧失，并且有一天可能使我们能够发现地震前体。”
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