Разлом Сан-Андреас представляет собой континентальный правосторонний сдвиг- трансформирующий разлом , который простирается примерно на 1200 километров (750 миль) через Калифорнию . [1] Он является частью тектонической границы между Тихоокеанской плитой и Северо-Американской плитой . Традиционно в научных целях разлом делят на три основных сегмента (северный, центральный и южный), каждый из которых имеет разные характеристики и разную степень сейсмической опасности. Средняя скорость скольжения по всему разлому колеблется от 20 до 35 мм (от 0,79 до 1,38 дюйма) в год. [1]
На севере разлом заканчивается на море недалеко от Юрики, штат Калифорния , в тройном стыке Мендосино , где встречаются три тектонические плиты. Зона субдукции Каскадия пересекает разлом Сан-Андреас в тройном стыке Мендосино. Была выдвинута гипотеза, что сильное землетрясение в зоне субдукции Каскадия может спровоцировать разрыв вдоль разлома Сан-Андреас. [2] [3] [4]
На юге разлом заканчивается возле Бомбей-Бич, Калифорния, в Солтон-Си . Здесь движение плит перестраивается с правостороннего на расходящиеся . В этом регионе (известном как Солтонский желоб ) граница плиты раскалывалась и раздвигалась, создавая новый срединно-океанический хребет , который является продолжением Калифорнийского залива . Отложения, отложенные рекой Колорадо , не позволяют наполнить желоб морской водой из залива.
Ошибка была впервые обнаружена в 1895 году профессором Эндрю Лоусоном из Калифорнийского университета в Беркли . После землетрясения в Сан-Франциско в 1906 году Лоусону было поручено расшифровать причину землетрясения. Он начал с съемки и нанесения на карту смещений (например, заборов или дорог, разрезанных пополам) вдоль разрывов поверхности. Когда расположение этих смещений было нанесено на карту, он заметил, что они образуют почти идеальную линию поверх обнаруженного им ранее разлома. Он пришел к выводу, что причиной землетрясения должна была стать ошибка.
Эта линия проходила через озеро Сан-Андреас , проседающий пруд . Озеро образовалось в результате расширения разлома, создавшего естественную впадину, в которой могла оседать вода. Распространенным заблуждением является то, что Лоусон назвал разлом в честь этого озера. Однако, согласно некоторым его отчетам 1895 и 1908 годов, он на самом деле назвал его в честь окружающей долины Сан-Андреас. [5] После землетрясения в Сан-Франциско в 1906 году Лоусон также пришел к выводу, что разлом распространился на всю Южную Калифорнию . В 1953 году геолог Томас Диббли пришел к выводу, что вдоль разлома может произойти боковое движение на сотни миль.
Проект под названием « Обсерватория разломов Сан-Андреас на глубине» (SAFOD) недалеко от Паркфилда, Калифорния , финансируемый Национальным научным фондом ( NSF) , включал в себя бурение разлома с 2004 по 2007 год. Целью было собрать образцы керна и провести прямые геофизические и геохимические наблюдения, чтобы лучше понять поведение разлома. глубина. [6]
Северный сегмент разлома проходит от Холлистера через горы Санта-Крус , эпицентр землетрясения Лома-Приета 1989 года , затем вверх по полуострову Сан-Франциско , где он был впервые обнаружен профессором Лоусоном в 1895 году, а затем на море в Дейли-Сити недалеко от Массел-Рок. . Это приблизительное местоположение эпицентра землетрясения в Сан-Франциско 1906 года . Разлом возвращается на берег в лагуне Болинас к северу от пляжа Стинсон в округе Марин . Он возвращается под воду через линейный желоб залива Томалес , который отделяет полуостров Пойнт-Рейес от материка, проходит к востоку от Бодега-Хед через залив Бодега и обратно под воду, возвращаясь на берег в Форт-Росс . (В этом регионе вокруг залива Сан-Франциско несколько значительных «сестринских разломов» проходят более или менее параллельно, и каждый из них может вызвать значительные разрушительные землетрясения.) От Форта Росс северный сегмент продолжается по суше, образуя частично линейную линию. долина, по которой протекает река Гуалала . Он возвращается в море на Пойнт-Арене . После этого она проходит под водой вдоль побережья до тех пор, пока не приблизится к мысу Мендосино , где начинает изгибаться на запад, заканчиваясь у тройного соединения Мендосино .
Центральный сегмент разлома Сан-Андреас проходит в северо-западном направлении от Паркфилда до Холлистера . В то время как южная часть разлома и части, проходящие через Паркфилд, испытывают землетрясения, остальная часть центральной части разлома демонстрирует явление, называемое асейсмической ползучестью , когда разлом непрерывно скользит, не вызывая землетрясений. Он был образован границей преобразования. [7]
Южный сегмент (также известный как сегмент Мохаве ) начинается недалеко от Бомбей-Бич, Калифорния . Бокс-Каньон, расположенный недалеко от Солтон-Си , содержит перевернутые пласты, связанные с этим участком разлома. [8] Затем разлом проходит вдоль южного подножия гор Сан-Бернардино , пересекает перевал Кахон и продолжается на северо-запад вдоль северного подножия гор Сан-Габриэль . Эти горы образовались в результате движения вдоль разлома Сан-Андреас и обычно называются Поперечным хребтом. В Палмдейле часть разлома легко исследовать на съезде с автострады Долины Антилоп . Разлом продолжается на северо-запад вдоль дороги Элизабет Лейк до города Элизабет Лейк . Проходя через города Горман , Теджон-Пасс и Фрейзер-Парк , разлом начинает изгибаться на север, образуя «Большой изгиб». Считается, что этот сдерживающий изгиб находится там, где замыкается разлом в Южной Калифорнии , с интервалом повторения землетрясений примерно 140–160 лет. К северо-западу от парка Фрейзер разлом проходит через равнину Карризо , длинную безлесную равнину, где хорошо видна большая часть разлома. Откос Элкхорн определяет след разлома на большей части его длины внутри равнины.
Южный сегмент, который простирается от Паркфилда в округе Монтерей до Солтон-Си , способен вызвать землетрясение силой 8,1 балла. Ближайший разлом проходит примерно в 35 милях (56 км) к северо-востоку от Лос-Анджелеса. Такое сильное землетрясение в этом южном сегменте приведет к гибели тысяч людей в Лос-Анджелесе, Сан-Бернардино, Риверсайде и прилегающих районах и причинит ущерб на сотни миллиардов долларов. [9]
Тихоокеанская плита к западу от разлома движется в северо-западном направлении, тогда как Северо-Американская плита на востоке движется к юго-западу, но относительно юго-востоку под влиянием тектоники плит . Скорость проскальзывания в Калифорнии составляет в среднем от 33 до 37 миллиметров (от 1,3 до 1,5 дюйма) в год. [10]
Движение Северо-Американской плиты на юго-запад в сторону Тихого океана создает силы сжатия вдоль восточной стороны разлома. Эффект выражается в виде береговых хребтов. Движение Тихоокеанской плиты на северо-запад также создает значительные силы сжатия, которые особенно выражены там, где Северо-Американская плита вынудила Сан-Андреас двигаться на запад. Это привело к образованию Поперечных хребтов в Южной Калифорнии и, в меньшей, но все же значительной степени, гор Санта-Крус (место землетрясения Лома-Приета в 1989 году).
Исследования относительных движений Тихоокеанской и Северо-Американской плит показали, что только около 75 процентов движения можно объяснить движениями разломов Сан-Андреас и его различных ответвлений. Остальная часть движения была обнаружена в районе к востоку от гор Сьерра-Невада , называемом Уокер-лейн или зоной сдвига Восточной Калифорнии. Причина этого не ясна. Было предложено несколько гипотез, и исследования продолжаются. Одна из гипотез, которая вызвала интерес после землетрясения Ландерс в 1992 году, предполагает, что граница плиты может смещаться на восток от Сан-Андреаса в сторону Уокер-лейн. [11] [12]
Если предположить, что граница плиты не изменится, как предполагалось, прогнозируемое движение указывает на то, что суша к западу от разлома Сан-Андреас, включая Лос-Анджелес, в конечном итоге проскользнет мимо Сан-Франциско, а затем продолжит движение на северо-запад к Алеутскому желобу в течение примерно двадцати миллионов лет. . [13]
Сан-Андреас начал формироваться в середине кайнозоя около 30 млн лет назад (миллионов лет назад). [14] В это время центр расширения между Тихоокеанской плитой и плитой Фараллон (которая в настоящее время в основном погружена, с остатками, включая плиту Хуан де Фука , плиту Ривера , плиту Кокос и плиту Наска ) начал достигать Зона субдукции у западного побережья Северной Америки. Поскольку относительное движение между Тихоокеанской и Северо-Американской плитами отличалось от относительного движения между Фараллонской и Северо-Американской плитами, спрединговый хребт начал «погружаться», создавая новое относительное движение и новый стиль деформации вдоль границ плит. . Эти геологические особенности в основном наблюдаются вдоль разлома Сан-Андреас. Это также включает в себя возможную причину деформации бассейна и хребта , разделения полуострова Нижняя Калифорния и вращения поперечного хребта .
Основная южная часть собственно разлома Сан-Андреас существует всего около 5 миллионов лет. [15] Первым известным воплощением южной части разлома была зона разлома Клеменс Уэлл-Феннер- Сан-Францискито около 22–13 млн лет назад. Эта система добавила разлом Сан-Габриэль в качестве основного очага движения между 10–5 млн лет назад. В настоящее время считается, что современный Сан-Андреас в конечном итоге перенесет свое движение в сторону разлома в пределах зоны сдвига Восточной Калифорнии . Эта сложная эволюция, особенно вдоль южного сегмента, в основном вызвана либо «Большим изгибом», либо разницей в векторе движения между плитами и направлением разлома и окружающих его ветвей.
Разлом был впервые обнаружен в Северной Калифорнии профессором геологии Калифорнийского университета в Беркли Эндрю Лоусоном в 1895 году и назван им в честь окружающей долины Сан-Андреас. Одиннадцать лет спустя Лоусон обнаружил, что разлом Сан-Андреас простирается на юг, в южную Калифорнию, после изучения последствий землетрясения в Сан-Франциско 1906 года . Крупномасштабное (сотни миль) латеральное движение вдоль разлома было впервые предложено в статье 1953 года геологов Мэйсона Хилла и Томаса Диббли . Эта идея, считавшаяся в то время радикальной, с тех пор была подтверждена современной тектоникой плит . [16]
Сейсмологи обнаружили, что разлом Сан-Андреас возле Паркфилда в центральной Калифорнии постоянно вызывает землетрясение магнитудой 6,0 примерно раз в 22 года. После зарегистрированных сейсмических событий в 1857, 1881, 1901, 1922, 1934 и 1966 годах ученые предсказали, что еще одно землетрясение должно произойти в Паркфилде в 1993 году. В конечном итоге оно произошло в 2004 году . Из-за частоты предсказуемой активности Паркфилд стал одним из наиболее важных районов в мире для исследований крупных землетрясений.
В 2004 году к северу от Паркфилда начались работы над Обсерваторией разломов Сан-Андреас на глубине (SAFOD). Цель SAFOD — пробурить дыру глубиной почти 3 километра (1,9 мили) в земную кору и в разлом Сан-Андреас. Будет установлен массив датчиков для регистрации землетрясений, происходящих вблизи этого района. [17]
Исследование 2023 года обнаружило связь между уровнем воды в озере Кауилья (ныне Солтон-Си ) и сейсмической активностью вдоль южного разлома Сан-Андреас. Исследование предполагает, что сильные землетрясения на этом участке разлома совпали с высоким уровнем воды в озере. Гидрологическая нагрузка, вызванная высоким уровнем воды, может более чем удвоить нагрузку на южный разлом Сан-Андреас, чего, вероятно, будет достаточно для возникновения землетрясений. Это может объяснить аномально длительный период времени с момента последнего крупного землетрясения в регионе с момента высыхания озера. [18]
Система разломов Сан-Андреас была предметом множества исследований. В частности, научные исследования, проведенные за последние 23 года, породили около 3400 публикаций. [19]
Исследование, опубликованное в 2006 году в журнале Nature Юрием Фиалко, доцентом Института геофизики и планетарной физики Сесила Х. и Иды М. Грин при Океанографическом институте Скриппса , [21] показало, что разлом Сан-Андреас достиг достаточный уровень напряжения для возникновения землетрясения магнитудой более 7,0 по моментной шкале . [22] Это исследование также показало, что риск сильного землетрясения может возрастать быстрее, чем предполагали ученые. Более того, риск в настоящее время сконцентрирован на южном участке разлома, то есть в районе Лос-Анджелеса, поскольку сравнительно недавно на центральном ( 1857 г. ) и северном ( 1906 г. ) участках разлома произошли сильные землетрясения, тогда как на южном участке не наблюдалось подобных разрывов в течение по крайней мере 300 лет. Согласно этому исследованию, сильное землетрясение в этой южной части разлома Сан-Андреас нанесет серьезный ущерб столичному региону Палм-Спрингс - Индио и другим городам в Сан-Бернардино , округах Риверсайд и Империал в Калифорнии, а также муниципалитету Мехикали в Нижней Калифорнии. . Это будет сильно ощущаться (и потенциально причинять значительный ущерб) на большей части территории Южной Калифорнии , включая густонаселенные районы округа Лос-Анджелес , округа Вентура , округа Ориндж , округа Сан-Диего , муниципалитета Энсенада и муниципалитета Тихуаны , Нижней Калифорнии , Сан-Луиса-Рио-Колорадо. в Соноре и Юме , штат Аризона . Старые здания будут особенно склонны к повреждению или обрушению, как и здания, построенные на рыхлом гравии или в прибрежных районах, где уровень грунтовых вод высок (и, следовательно, подвержены разжижению почвы ). Об исследовании Фиалко заявил:
Все эти данные позволяют предположить, что разлом готов к следующему большому землетрясению, но мы не можем сказать точно, когда произойдет его срабатывание и когда произойдет землетрясение. Это может быть завтра, а может быть и через 10 лет или больше. [21]
Тем не менее, вСпустя 17 лет после этой публикации в районе Лос-Анджелеса не произошло ни одного существенного землетрясения, а в двух крупных отчетах Геологической службы США (USGS) были сделаны различные прогнозы относительно риска будущих сейсмических событий. Способность предсказывать сильные землетрясения с достаточной точностью, чтобы гарантировать усиление мер предосторожности, остается недостижимой. [23]
В последнем прогнозе Геологической службы США , известном как UCERF3 (Uniform California Earthquake Rupture Forecast 3), опубликованном в ноябре 2013 года, оценивается, что произойдет землетрясение магнитудой 6,7 M или выше (т.е. равное или превышающее землетрясение в Нортридже 1994 года ). примерно раз в 6,7 лет по всему штату. В том же отчете также говорится, что вероятность того, что землетрясение магнитудой 8,0 или более произойдет в ближайшие 30 лет где-то вдоль разлома Сан-Андреас, составляет 7%. [24] [ не удалось проверить ] Другое исследование Геологической службы США в 2008 году попыталось оценить физические, социальные и экономические последствия сильного землетрясения в южной Калифорнии. Это исследование предсказало, что землетрясение магнитудой 7,8 вдоль южного разлома Сан-Андреас может привести к гибели около 1800 человек и ущербу на сумму 213 миллиардов долларов. [25]
В статье 2008 года, изучавшей прошлые землетрясения в прибрежной зоне Тихого океана, была обнаружена корреляция во времени между сейсмическими событиями на севере разлома Сан-Андреас и южной части зоны субдукции Каскадия (которая простирается от острова Ванкувер до северной Калифорнии). Ученые полагают, что землетрясения в зоне субдукции Каскадия могли спровоцировать большинство крупных землетрясений на севере Сан-Андреаса за последние 3000 лет. Данные также показывают, что в каждом из этих коррелирующих во времени событий направление разрыва идет с севера на юг. Однако землетрясение в Сан-Франциско 1906 года, похоже, было исключением из этой корреляции, поскольку движение плит происходило в основном с юга на север и ему не предшествовало сильное землетрясение в зоне Каскадия. [26]
В исторические времена в разломе Сан-Андреас происходило несколько заметных землетрясений:
{{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
