Geological Survey
1906年以前美国的地震科学
1906年在美国发生的强烈地震，促使美国地震科学界对加利福尼亚州的圣安德烈斯断层（San Andreas fault）进行了大量的研究（事实上，这个断层一直在活动，今年4月，俄勒冈州立大学的海洋地质学与地球物理学副教授Chris Goldfinger在《美国地震学会通报》发表文章指出，由于受到一个名为卡斯卡迪亚俯冲断层的影响，圣安德烈斯断层可能在美国北部再次引发大地震——译者注）。在1906年以前，相比于欧洲和日本，美国的地震科学研究进展十分缓慢。美国的第一部地震测量仪是1887年安装的，地点是加州的汉密尔顿山上的Lick天文台，这个观测台隶属于加州大学伯克利分校。进入20世纪后，开始有少量的大学地质学教授和地质学家为国家服务。美国国家地质调查局（Geological Survey）观测了一些与地震相关的现象，并根据这些工作，编制出美国最早的地震史料。但在那时，人们对地震的了解相当有限，地震是怎么发生的？将在什么地方发生地震？地震将带来什么样的危害？它是如何从美国的西部扩散到整个国家的？而这时，距离著名的板块构造理论的提出还有50年的时间。
1906年的地震催生了一系列的科学探索
1906年4月18日的地震发生之后，几乎全加利福尼亚州的所有教授都集中到一起，观察地震和它的效应。3天后，根据加州州长George C. Pardee的命令，加州大学伯克利分校地质学系主任Andrew C. Lawson教授组建了州地震调查委员会，由此，科学的地震调查得以实现。该委员会由Lawson教授主持，来自斯坦福大学、Lick天文台、奥克兰的Chabot天文台、加州大学、约翰霍普金斯大学和美国地质调查局的众多科学家（包括地质学和天文学等领域）一起共同开展工作。这样，在地震研究方面，美国第一次出现了政府与科学研究委员会之间的整合体。这个委员会并没有拿到任何国家拨款，但是，作为对科学家们的努力的支持，位于华盛顿的卡耐基研究院给他们提供了必要的款项。
该委员会的最后一个报告（发表于1908年，现在大家都称之为Lawson报告）是一份极度详尽的汇编，所有材料来自于超过20个科学家的个人报告，内容包括地震引起的破坏、圣安德烈斯断层的活动、全世界各处的地震仪的纪录以及加利福尼亚州北部的地下地质活动等。Lawson报告里有很多被地震破坏的建筑物的照片、当地的详细地图以及整个圣安德烈斯断层的活动的示意图。直到今天，这份报告在地震学家、地质学家和工程学家眼中，依然有着很高的地位——它是以后的所有工作的基准，综合记录了对美国地震的全部科研成果。
地震科研工作得到了回报
1906年的地震和Lawson报告表明，精确、广泛和重复地观测地震、地震的效应以及引起地震的断层有多么重要。这份报告为成为了现今我们已经知道的好几次加州大地震的基础。Lawson报告中描述的细节让人们知道，建筑物在地震中的损害程度，与它的设计和构造以及当地的地质学条件——支撑这些建筑物的土壤或岩石的类型——有着密切的关系。Lawson报告中关于旧金山市的地震摇晃强度的图片清晰地表明，1906年的地震，最强烈的摇晃发生在中国盆地（China Basin）的软沉积土壤地区和目前的Marina地区——这两个地方是旧金山市的邻居，并且，我们已经知道，在大约83年以后，由于同样的原因，它们将在1989年的Loma Prieta大地震中再次出现强烈的晃动。另外，一些范围更大的摇晃效应图显示，从San Mateo到San Jose之间的旧金山湾下面的软土地带，在地震中经历了极为强烈的摇晃。地震后，有个人穿越了地震造成的裂缝（这条裂缝跨越了一座长满了毒葛的小山），他发现了断层的位置和长度。1906~1907年开展的三角测量调查也指出了地球表面运动的轨迹。这些信息对于我们今天建立一个模型，并用这个模型预测圣安德烈斯断层的滑动将在什么时候导致一次新的地震、地震强度会有多大，提供了极为重要的依据。
新知识催生了一个重要理论
在1906年进行的这些意义重大的观测中，最重要的是三角测量调查——这是一种光学测量手段，用来测定山体和地面的夹角的角度变化。通过反复比对地震前的三角测量数据，人们发现，经过1906年地震之后，由于断层位置的移动，原本平直地横过断层的地线，现在变得弯曲了。这一发现成了一项具有划时代意义的理论——弹性回跃理论——的基础。这一理论是由约翰霍普金斯大学的H.F. Reid教授提出的，他本人也是Lawson的委员会的成员。Reid教授的理论进一步扩展了以前由美国国家地质调查局的G.K. Gilbert提出的地震进程观点。Gilbert也供职于Lawson委员会。Reid教授的理论实际上成为我们关于地震的现代观点的基础。Reid教授的理论描述了地壳是怎样在地下板块的运动过程中，逐渐、然而充满弹性地发生扭曲，这种扭曲过程要持续到它快速跨越一个断层之后，释放几年来所积累的张力，重新恢复之前的状态为止。这个过程会产生地震波，而地震波会引起摇晃。在1906年或者Reid教授提出他的理论之前，这个关于地震的基本机制的观念——即，断层引发地震，而地震并不会导致断层——还不被人理解，也没有人想到用它来解释圣安德烈斯断层的活动。
从1906年到现在——更先进的地震监测技术使人们更深刻地了解地震，并且，减轻了地震引起的灾害
自从1906年以来，美国开展了多项卓有成效的地震研究计划。今天，在加利福尼亚州，地震测量仪对超过1000个位点的震动强度进行着监控。通过测地学仪器和反复地跟踪调查，整个加州与地壳的压力和扭曲有关的地表运动都被详细记录下来，相关数据被输入到计算机中进行处理。根据这些观测，科学家们绘制出一幅关于圣安德烈斯断层的数百个断层的位置和活动性的详图。人们对于更有可能引发强烈地震的断层、未来发生地震的概率以及地震的强度的理解得到进一步深化和精确化。依靠着这些知识，人们绘制了一幅将来发生地震的位置和强度的示意图，这张示意图对区域划分和土地的使用有着指导性意义，学校、医院、家庭建筑和核能企业的建造都应避开可能受波及的危险位点。同样的，工程师也可以根据这张示意图，提出建筑物和桥梁的抗震建筑标准。关于地震的研究还有助于保险公司合理编制地震保险的条款，而地震保险可以使企业和个人在遭受地震灾害时得到一定的经济补偿。
未来的挑战
当然，目前还有很多与地震有关的重要问题还没有得到解决。这其中，人们最想知道的问题恐怕是，下一次将导致生命财产损失的地震将在哪个确定的时间里发生？现在，我们还没有办法更准确地回答这个问题，而是只能给出一个概率数字（从长远的眼光看）。但是，如果你考虑到，我们已经很好地回答了下面的这些重要问题时，你可能会有另外的想法。
强地震将在什么位置发生？
发生概率有多大？
地震强度是多少？
地震中我们的建筑物会是有什么样的表现？
我们应该避免在什么地点建设重要建筑？
我们应该怎样来设计抗震结构？
如果你仔细思考这些问题，并且也意识到，我们已经从1906年的地震中学会了这么多东西之后，你应该要承认，我们已经取得了很多成就。在最现实的意义上，由于Pardee州长的远见卓识和Lawson教授和Reid 教授、Gilbert教授的洞察力和高超智慧，我们这些现代人的处境已经很不错了。
