世界上的一些大型城市，比如洛杉磯、墨西哥城和聖地亞(ya) 哥都位於(yu) 自然形成的沉積盆地中，其中不少還位於(yu) 地震帶上，容易發生地震。而且根據一些數值模型，地震產(chan) 生的震動在盆地內(nei) 會(hui) 被放大。

但是，最近科研人員用3D打印的城市模型，做了模擬地震的實驗，發現實際情況好像恰恰相反。他們(men) 發現，最高頻率的地震波（那些產(chan) 生突然的加速度變化，對建築物最具破壞性的地震波）實際上在模型的盆地內(nei) 衰減了。該小組指出，這是數字模型完全沒有預料到的，可能是因為(wei) 數值模型在空間分辨率上範圍有限，輸入的方程式也有一些限製。

沉積盆地是複雜的地質結構。它們(men) 一開始是窪地，隨著時間的推移，被河流和山體(ti) 滑坡沉積的低密度物質所填滿。在洛杉磯南加州大學從(cong) 事自然災害研究的土木工程師Chukwuebuka C. Nweke說：“想象一下，一個(ge) 碗被填滿了東(dong) 西。”

但是，鑒於(yu) 數值模型的空間分辨率和運行所需的計算時間之間固有的權衡，在一個(ge) 數值模型中再現沉積盆地的小規模細節是具有挑戰性的。就是你需要把實際情況全部轉化為(wei) 數值，才能獲得最準確的答案。但是要把所有情況都變成數值難度太大了。

出於(yu) 這個(ge) 原因，芝加哥大學的地震學家Park和她的同事最近開始3D打印洛杉磯盆地的模型。他們(men) 發現，可以在3D打印模型中重現相對較小的自然密度變化，相當於(yu) 現實生活中大約10米的大小。Park說，這比通常用於(yu) 研究洛杉磯盆地的數值模型的空間分辨率要好10倍左右。

在對橡膠和塑料等材料進行實驗後，Park和她的同事們(men) 決(jue) 定采用不鏽鋼來打印模型。她表示，“不鏽鋼的模型是剛性的，材料屬性範圍就大得多。”

很快，他們(men) 就采用粉末燒結的方法，3D打印了一個(ge) 大約20厘米長、4厘米寬、1厘米高的洛杉磯盆地模型。從(cong) 外觀上看並沒有什麽(me) 特點。但實際上，每個(ge) 模型都包含了大概50公裏寬的地質結構，比例為(wei) 1:250,000。

之後，研究小組通過用兆赫頻率的激光轟擊他們(men) 的模型，產(chan) 生了極其微小的地震。激光脈衝(chong) 的熱能加熱了模型，導致不同的應力轉化為(wei) 運動，盡管非常小：Park和她的同事在模型的頂部記錄了十分之一納米的地麵運動。

研究人員發現，他們(men) 的模型中較高頻率的地麵運動（對應現實生活中1赫茲(zi) 以上的頻率）在盆地內(nei) 普遍減少。研究小組發現，這些波往往在盆地的邊緣被選擇性地反射回來。

Park說，這是一個(ge) 驚喜，因為(wei) 沉積盆地一直被認為(wei) 是地麵運動的放大器。“這些結果在某種意義(yi) 上與(yu) 我們(men) 的傳(chuan) 統理解相反。”

研究人員建議，利用這些模型還有很多可以調查的地方。科學家們(men) 在實驗中的一個(ge) 意外發現是，他們(men) 的激光脈衝(chong) 不僅(jin) 觸發了地震波，而且還觸發了掠過模型頂麵的空氣波。Park說，由於(yu) 這種波受到當地地形的強烈影響，合理的後續工作可能包括在模型的表麵添加像山丘和山脈這樣的特征，然後測量空中波的傳(chuan) 播方式。