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Reid做了两件事

已有 4332 次阅读 2009-2-14 10:58 |个人分类:学术思想|系统分类:科研笔记

一些人把Reid看成当代地震学的鼻祖,认为当代地震学的基本假设是他提出的。这虽然有其道理,但是实在并不准确。
 
1906年加州旧金山发生7.9级大地震。1910年,由美国政府组织的地震调查委员会,发表了全面的调查报告,共分两大部分。第一部分,由该委员会主席,美国地质学家A. C. Lawson主笔,主要介绍了地震的基本情况,现象和灾害。第二部分,由霍普金斯大学地球物理学教授H. L. Reid负责完成,着重从成因上作出分析和解释。当时,地震学界正因缺乏证据而无法进一步说明断层与地震是何关系,Reid的研究成果是一个跨越性的进展,影响巨大。
 
实际上,Reid做了两件事情:
 
第一件事情是,在前人已经确认断层与地震直接相关的基础上,用观测资料论证了断层两侧有弹性回跳现象。这是很重要的发现。对这种现象的确认,使地震学家们注意到应力-应变在地壳构造运动中的存在和作用。这件事可以说没有问题。
 
第二件事情是,提出弹性回跳是地震发生的原因。他设想在地壳构造运动中,应力会在某些条带地区积累,最终超过极限就发生断层弹性回跳,造成地震。这里要强调的是,他并没有确定弹性回跳一定发生在早已经存在的断层上。在讨论弹性回跳的发展过程时,他反复提到岩层的破裂。不过他注意的无疑主要是断层的剪切错动。
 
这第二件事是有问题的。
 
现象是一个层面的事情,现象之间的关系是另一个层面的事情。两个现象同时出现,到底哪个是因哪个是果,或者互相都不是直接的因或果,是需要严格论证的。
 
在Reid对弹性回跳是地震成因的论证中,除了两个现象同时发生这个有利因素外,他给出的另一个支持论据是一个实验。简单地说,实验是这样的:
 
将两块厚1cm、宽4cm的啫哩(长度不知道),分别固定在两块互相平行的木板上,然后对齐接触。让两块木板沿啫哩的长度方向,相对平行错动。这时要给木板适当的压力,让两块啫哩不能分开错动。在两块啫哩的侧面(共2cm宽)上画一条垂直于木板的直线。然后去掉压力,让啫哩相对弹性回跳。这时可以看到原来那条直线断成两部分,形状就像野外在地震断层上观察到的那样。
 
这个实验基本支持他的发现,但是作为他的设想的证据是有缺陷的。这个实验的关键是要去掉压力,才能使两块啫哩弹性回跳。这与弹性回跳造成地震的设想是不一致的。在实验室里,压力是人为去掉的。野外的压力又能如何去掉呢?为证明自己的设想,Reid一定反复做了尝试,最后不得不去掉压力。他没有解释去掉压力与地震是什么关系。
 
有趣的是,虽然大家很推崇Reid的弹性回跳理论,但是很少有人提到这个实验。是嫌它太小吗?其实这个实验是说明问题的。
 


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