科學家發現一個奇怪的物理現象，可幫助預測大地震

地震是由於地殼的能量突然釋放，導致地表的震動。震級標準用國際通用的里氏分級表測量，有些震級能使屋頂的磚瓦掉落在地，有些威力大地足以將建築物夷為平地。

地震比火山噴發更難監測。科學家藉助如激光束等工具來檢測板塊運動，或者使用地震儀測量地球表面的振動。

現在，一項發表於《物理評論快報》（Physical Review Letters）的新研究取得突破，來自賓夕法尼亞大學的科學家相信，他們對為什麼發生地震有了新見解，而這能幫助預測哪裡可能會發生地震。

老化

這一切都歸結於一種稱為老化的現象，反映物體接觸時間的長短。一般情況下，接觸時間越長，移動它們的力就要更大。這種阻力稱為靜摩擦力，它會積聚在斷層——這是地震發生的地方。實際上地震的發生取決於斷層穩定性，而不是取決於岩石的強度。

科學家表示，這種老化機制與導致地震的斷層不穩定性之間關係密切。一般而言，斷層是分隔地殼部分的碎岩薄區。地殼受力發生斷裂，岩塊沿破裂面兩側發生顯著相對位移，此時就出現了地震。

斷層之間的摩擦力隨著時間的推移而變大，由此積聚了大量的應力。這意味著當斷層移動時，會釋放大量的能量，導致大地震的發生。如果斷層沒有老化，那麼斷層會很容易移動，由此產生的地震往往不強，或者甚至只是平滑運動。

然而，老化會導致罕見的毀滅性大地震。

把觀測尺度縮小

該團隊希望從更小的規模上，來理解岩石之間的摩擦力。雖然科學家已斷層和老化幾十年，但一直缺乏相關理論與模型，他們觀測的是宏觀尺度，而非納米級的岩石。具體來說，宏觀尺度看的是一整塊岩石，而納米尺度看的是原子。從先前研究結果可知，材料接觸的時間延長10倍，移動它們的摩擦力就要增加一倍。

在這項新研究中，科學家通過使用原子力顯微鏡，在材料上施加不同的力，然後觀測發生的位移。之後，研究人員又將其放在地板上，過一會兒再去滑動它，測量需要用多大力度才能移動它。

實驗結果表明，摩擦力隨時間的推移而增大，因為更多化學鍵形成了。

目前，該團隊正在研究當時間縮短甚至短於十分之一秒時，摩擦力的大小情況。這可以幫助理解物體開始接觸時將會發生什麼，並且可能有助於人類預測地震將在何時、何地發生。

研究人員表示，這也使我們對老化背後的機制有更深入的了解，從長遠來看，我們認為這些現象可以幫助我們更好地預測地震以及其他摩擦現象。

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