撰文：偶奇（牛津大学）
记得第一次正儿八经出野外是在四年前芦山地震后，当时坐在大戈壁路上奔跑的越野车里，一位地震局的老师开着玩笑：“有一次我们几个研究员、博士后带着硕士生在村口采样，一位路过的妈妈跟她孩子说，你要好好学习，不然以后就跟他们一样……”我望了一眼车窗边一晃而过的写着敦煌和拉萨的指路牌，心想，干这行还真有意思，苦中作乐，浪迹天涯。
四年来，慢慢从圈外走进圈内，发现地震研究真的是一件吃力不讨好的差事，不但研究者有着许多难言之隐，外界对这行也存在不少误解和非议。所以这次接到《原理》邀稿，我欣然接受。果然小编上来就抛出两个直戳痛处的问题：“地震真的能预测吗？既然不能预测，那为什么还有这么多人在从事这项工作呢？”好在我在读博以来第一次跟导师的谈话中就已得到了答案：那些说地球是个无序系统（complicated system）的人，会希望这个谜题永远不要被解开；而那些说地球是个有序系统（complex system）的人，会离真相越来越近。
的确，地震是个复杂的问题，而科学家的职责就是把复杂的问题简单化，从而尝试去剖析和理解它，并希望最终能将获得的知识贡献到人类文明的建设中。
【首先，什么是地震？】
地震，其实是在应力的作用下，发生在断层面上的断层两侧地壳的快速错动。地震断层主要分三种：即挤压作用下的逆冲断层、拉伸作用下的正断断层和剪切力作用下的走滑断层。
△ 地震断层的三种机制。（图片来源：中国地震信息网）
【应力又是从哪里来？】
从重力势能和热能造成的板块漂移中来。如：青藏高原是由印度板块55百万年前撞上欧亚大陆板块而隆起，东非大峡谷是在地幔热熔岩上涌和板块拉分的共同作用下而撕裂。地球46亿年来，大陆板块们合久必分，分久必合，被挤压或拉断过无数回，地壳岩石内部早已有许多薄弱面，它们会在最新的应力作用下“合纵连横”，形成所谓的断层面，让地壳得以顺着断层滑动，以释放应力造成的形变，又称应变。
△ 板块再造。（图片来源：中国地震信息网）
【什么时候会地震呢？】
记得以前物理课上学的摩擦力吗，每个接触面都有一定的摩擦性质，当接触面两侧的物体在外力的作用下，欲进行相对运动，它得先越过静摩擦系数的坎才能滑动，一旦动起来，就只受一个较低的动摩擦系数的控制，如果外界不能提供持续的推力，那滑动就会减速停止。地震也类似，具有周期性。假设应力的施加是持续不变的，那只能靠时间积蓄足够的应力和断层面周边的累积应变，等待超越静摩擦系数的那一刻， 几十公里深的岩石地壳一起沿着断层面进行加速滑动，几秒后又很快地减速停止运动，而这几秒所经历的地动山摇，就是我们所说的地震了。
△弹簧-滑块模型。（图片来源：Scholz/Nature Review Letter）
