stringtranslate.com

Сейсмическая зона Нового Мадрида

Ново -Мадридская сейсмическая зона (NMSZ), иногда называемая Ново-Мадридской линией разлома , является крупной сейсмической зоной и мощным источником внутриплитных землетрясений (землетрясений внутри тектонической плиты ) на юге и Среднем Западе США , простираясь к юго-западу от Нью-Мадридского разлома. Мадрид, Миссури .

Система разломов Новый Мадрид стала причиной землетрясений в Новом Мадриде 1811–1812 годов и может вызвать сильные землетрясения в будущем. С 1812 года в этом районе часто регистрировались небольшие землетрясения. [1]

Землетрясения, которые происходят в сейсмической зоне Нового Мадрида, потенциально угрожают частям семи американских штатов: Иллинойс , Миссури , Арканзас , Кентукки , Теннесси и, в меньшей степени, Миссисипи и Индиана . [2]

Расположение

Сейсмическая зона длиной 150 миль (240 км), которая простирается на пять штатов, простирается на юг от Каира, штат Иллинойс ; через Гаити , Карутерсвилл и Новый Мадрид в Миссури; через Блайтвилл в Маркед-Три в Арканзасе. Он также охватывает часть Западного Теннесси возле озера Рилфут , простираясь на юго-восток до Дайерсбурга . Это юго-западнее сейсмической зоны долины Вабаш .

Геология

Геологическое строение Рилфут-Рифт (Геологическая служба США, 1996 г.)

Разломы , ответственные за образование NMSZ, заложены в подземной геологической структуре, известной как рифт Рилфут, которая, вероятно, образовалась в кембрийский период . [3] Рифт Рилфут был впервые описан Эрвином и Макгиннисом (1975) и, как полагают, возник в позднем докембрии . [4] Разлому не удалось расколоть Североамериканский континент, но он остался в виде авлакогена (шрама или зоны слабости) глубоко под землей. [3] [5]

Эта относительная слабость важна, поскольку она позволит относительно небольшим силам сжатия с востока на запад, связанным с продолжающимся дрейфом континентов Северо -Американской плиты на запад , реактивировать старые разломы вокруг Нового Мадрида, что сделает этот район необычайно склонным к землетрясениям, несмотря на то, что он является далеко от ближайшей границы тектонической плиты. [6]

Поскольку известно, что в Северной Америке встречаются и другие древние разломы, но не все из них связаны с современными землетрясениями, возможно, действуют и другие процессы, локально увеличивающие механическое напряжение на разломах Ново-Мадрид. [7] [8] Было высказано предположение, что некоторая форма нагрева в литосфере ниже этой области делает глубокие породы более пластичными, что концентрирует сжимающее напряжение в более мелкой недрах, где происходит разлом. [9] [10]

История

Землетрясения в сейсмических зонах Нового Мадрида и долины Вабаш

В этой зоне произошло четыре крупнейших землетрясения за всю зарегистрированную историю Северной Америки, моментная магнитуда которых оценивалась в 7 или более баллов, причем все они произошли в течение трехмесячного периода с декабря 1811 года по февраль 1812 года. Во многих опубликованных отчетах описывается совокупное землетрясение. последствия всех землетрясений (известные как Ново-Мадридская последовательность), поэтому определение индивидуальных последствий каждого землетрясения может быть затруднено. Оценки магнитуды и эпицентров основаны на интерпретации исторических данных и могут различаться.

Доисторические землетрясения

Поскольку скорость подъема, связанная с сильными землетрясениями в Новом Мадриде, не могла происходить непрерывно в геологическом масштабе времени без резкого изменения местной топографии, исследования пришли к выводу, что сейсмическая активность там не могла продолжаться более 64 000 лет, что делает сейсмическую зону Нового Мадрида молодой особенность, или что землетрясения и связанные с ними поднятия мигрируют по территории с течением времени, или что в НМСЗ есть короткие периоды активности, перемежающиеся длительными периодами покоя. [11]

Археологические исследования на основе изучения песчаных ударов и горизонтов почвы показали, что в недавней доисторической эпохе на НМСЗ происходила предыдущая серия очень сильных землетрясений. Судя по артефактам, найденным под отложениями песчаных ветров, и исследованиям углерода-14, предыдущие крупные землетрясения, подобные землетрясениям 1811–1812 годов, по-видимому, происходили примерно в 1450 и 900 годах нашей эры [12] , а также около 300 лет нашей эры. Также были найдены доказательства для очевидной серии сильных землетрясений около 2350 г. до н.э. [13] Примерно в 80 километрах (50 миль) к юго-западу от ныне определенного NMSZ, но достаточно близко, чтобы быть связанным с рифтом Рилфут, недалеко от Марианны, штат Арканзас , были предварительно идентифицированы и датированы 3500 годом два набора признаков разжижения , указывающих на сильные землетрясения. и 4800 г. до н.э. Было интерпретировано, что эти особенности были вызваны группами сильных землетрясений, совпадающих по времени. [14]

Дендрохронологические исследования (кольца деревьев), проведенные на самых старых лысых кипарисах , растущих в озере Рилфут, обнаружили свидетельства серии 1811–1812 годов в виде трещин с последующим быстрым ростом после их затопления, тогда как ядра, взятые из старых лысых кипарисов в озере Св. В течение полувека, последовавшего за 1812 годом, в затонувших землях Фрэнсиса наблюдалось замедление роста. Это было интерпретировано как явные сигналы серии землетрясений 1811–1812 годов в годичных кольцах. Поскольку данные о годичных кольцах на озере Рилфут и затонувших землях Св. Франциска относятся к 1682 и 1321 годам соответственно, Ван Арсдейл и др. интерпретируйте отсутствие подобных сигналов в других частях хронологии как свидетельство против крупных землетрясений в Новом Мадриде между этими годами и 1811 годом. [15]

25 декабря 1699 г.

Первое известное письменное сообщение о землетрясении, ощутившемся в НМСЗ, было сделано французским миссионером, путешествующим вверх по Миссисипи с группой исследователей. В 13:00 на Рождество 1699 года на месте недалеко от современного Мемфиса группа была поражена коротким периодом сотрясения земли. [16]

Великое землетрясение в Новом Мадриде , гравюра XIX века из книги Девенса « Наш первый век » (1877 г.)

Серия землетрясений 1811–1812 гг.

В Новом Мадриде были повалены деревья и обрушились берега рек. В результате этого события потряслись окна и мебель в Вашингтоне, округ Колумбия, зазвонили колокола в Ричмонде, штат Вирджиния, выплеснулась колодезная вода и сотряслись дома в Чарльстоне, Южная Каролина, а также слетела штукатурка с домов в Колумбии, Южная Каролина. В Джефферсоне, штат Индиана, переехала мебель, а в Ливане, штат Огайо, жители покинули свои дома. Наблюдатели в Геркулануме, штат Миссури, назвали его «серьезным» и заявили, что оно длилось 10–12 минут. [21]
Афтершоки ощущались каждые 6-10 минут, всего 27, в Новом Мадриде, пока не произошел так называемый дневной толчок, который был такой же интенсивности, как и первый. Многие из них также ощущались на востоке США, хотя и с меньшей интенсивностью, чем первое землетрясение. [21]
Более 4000 сообщений о землетрясениях с 1974 года.

1812–1900 гг.

В течение нескольких лет последовали сотни афтершоков серии 1811–1812 годов. Афтершоки, достаточно сильные, чтобы их можно было ощутить, происходили до 1817 года. Самые крупные землетрясения, произошедшие с тех пор, произошли 4 января 1843 года и 31 октября 1895 года с магнитудой 6,0 и 6,6 соответственно. Эпицентр события 1895 года находился недалеко от Чарльстона, штат Миссури . Землетрясение повредило практически все здания в Чарльстоне, создало песчаные вулканы в окрестностях города, разрушило пирс Каирского железнодорожного моста и опрокинуло дымоходы в Сент-Луисе, штат Миссури ; Мемфис, Теннесси; Гадсден, Алабама ; и Эвансвилл, Индиана . [22]

Современная деятельность

Самым крупным землетрясением NMSZ 20-го века было землетрясение магнитудой 5,4, произошедшее 9 ноября 1968 года недалеко от Дейла, штат Иллинойс . Землетрясение повредило гражданское здание в Хендерсоне, Кентукки , и ощущалось в 23 штатах. Жители Бостона рассказали, что их здания раскачивались. На момент землетрясения это было самое сильное зарегистрированное землетрясение с эпицентром в Иллинойсе за всю зарегистрированную историю этого штата. [23] В 2008 году в близлежащей сейсмической зоне долины Вабаш произошло аналогичное землетрясение магнитудой 5,4 с эпицентром в Иллинойсе, недалеко от Западного Салема и горы Кармель .

В 1974 году на территории и вокруг нее были установлены инструменты для тщательного мониторинга сейсмической активности. С тех пор было зарегистрировано более 4000 землетрясений, большинство из которых были слишком слабыми, чтобы их можно было ощутить. В среднем одно землетрясение в год достаточно сильное, чтобы его можно было ощутить в этом районе.

Вероятность будущих землетрясений

В отчете, поданном в ноябре 2008 года, Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям США предупреждает, что серьезное землетрясение в НМСЗ может привести к «самым высоким экономическим потерям из-за стихийного бедствия в Соединенных Штатах», предсказывая далее «широкомасштабный и катастрофический» ущерб по всей территории США. Алабама, Арканзас, Иллинойс, Индиана, Канзас, Кентукки, Миссисипи, Миссури, Оклахома, Техас и особенно Теннесси, где землетрясение магнитудой 7,7 нанесет ущерб десяткам тысяч сооружений, влияя на распределение воды , транспортные системы и другую жизненно важную инфраструктуру . [24] Ожидается, что землетрясение приведет к гибели многих тысяч человек, причем только в Мемфисе ожидается более 4000 погибших.

Возможность повторения сильных землетрясений и их воздействие сегодня на густонаселенные города в сейсмической зоне и вокруг нее вызвали множество исследований, посвященных пониманию NMSZ. Изучая свидетельства прошлых землетрясений и внимательно отслеживая движение грунта и текущую сейсмическую активность, ученые пытаются понять их причины и интервалы повторяемости.

В октябре 2009 года группа, состоящая из исследователей Университета Иллинойса и Технологического института Вирджинии во главе с Амром С. Эльнашаи и финансируемая Федеральным агентством по чрезвычайным ситуациям , рассмотрела сценарий, при котором все три сегмента Ново-Мадридского разлома произошли одновременно с общим землетрясением магнитудой 7.7. В отчете говорится, что значительный ущерб будет нанесен в восьми изученных штатах – Алабаме, Арканзасе, Иллинойсе, Индиане, Кентукки, Миссисипи, Миссури и Теннесси – с вероятностью дополнительного ущерба в штатах, находящихся дальше от NMSZ. Теннесси, Арканзас и Миссури пострадают сильнее всего, а Мемфис и Сент-Луис серьезно пострадают. В докладе оценивается 86 000 жертв, в том числе 3500 погибших, 715 000 поврежденных зданий и 7,2 миллиона человек, перемещенных, причем два миллиона из них ищут убежища, в первую очередь из-за отсутствия коммунальных услуг. Прямые экономические потери, согласно докладу, составят не менее 300 миллиардов долларов. [25]

Предсказание Ибена Браунинга на 1990 год

Начиная с февраля 1989 года самопровозглашенный климатолог Ибен Браунинг , который утверждал, что предсказал извержение горы Сент-Хеленс в 1980 году и землетрясение в Лома-Приета в 1989 году , предсказал с 50% вероятностью землетрясения магнитудой от 6,5 до 7,5 когда-нибудь в районе Нового Мадрида. между 1 и 5 декабря 1990 года. [26] [27] Браунинг, по-видимому, основывал это предсказание на особенно сильных приливных силах, ожидаемых в это время, и на своем мнении, что землетрясение в Новом Мадриде было «запоздалым»; однако сейсмологи в целом согласны с тем, что между приливами и землетрясениями не существует никакой корреляции. [27] Геологическая служба США (USGS) запросила оценку прогноза у консультативного совета ученых-землеведов, который пришел к выводу, что «предсказание не имеет научной обоснованности». [27] Несмотря на отсутствие научной поддержки, предсказание Браунинга широко освещалось в международных СМИ, что вызвало общественную тревогу. Этот период прошел без серьезных землетрясений в Новом Мадриде или вдоль линии разлома протяженностью 120 миль (190 км). [27]

Неопределенность в отношении возможности рецидива

Отсутствие очевидного движения суши вдоль системы разломов Новый Мадрид долгое время озадачивало ученых. В 2009 году два исследования, основанные на восьмилетних измерениях GPS, показали, что разломы перемещались со скоростью не более 0,2 мм (0,008 дюйма) в год. [28] Это контрастирует со скоростью скольжения по разлому Сан-Андреас , которая в среднем составляет до 37 мм (1,5 дюйма) в год по всей Калифорнии. [29]

13 марта 2009 года исследовательская группа из Северо-Западного университета и Университета Пердью , финансируемая Геологической службой США, сообщила в журнале Science и других журналах, что Ново-Мадридская система может «выключаться» и что тектоническое напряжение теперь может накапливаться в других местах. [28] Сет Стейн, руководитель исследовательской группы, опубликовал эти взгляды в книге « Отложенная катастрофа» в 2008 году. Хотя некоторые из этих идей получили определенное признание среди исследователей, они не были приняты Национальным советом по оценке прогнозов землетрясений. , который консультирует Геологическую службу США. [30] В выпуске журнала Nature от 5 ноября 2009 года исследователи из Северо-Западного университета и Университета Миссури заявили, что из-за отсутствия движения разломов землетрясения вдоль разломов могут быть лишь афтершоками землетрясений 1811–1812 годов. [31]

По данным Геологической службы США, существует широкий консенсус в отношении того, что возможность сильных землетрясений в NMSZ остается проблемой и что данные GPS не дают убедительных аргументов в пользу уменьшения предполагаемой опасности землетрясений в регионе. Одна из проблем заключается в том, что небольшие землетрясения, которые все еще случаются, не уменьшаются с течением времени, как если бы они были афтершоками событий 1811–1812 годов; во-вторых, 4500-летние археологические данные о сильных землетрясениях в регионе более значительны, чем 10-летние прямые измерения деформации. В 2009 году Геологическая служба США опубликовала информационный бюллетень, в котором указана оценка вероятности землетрясения в Новом Мадриде по магнитуде, сопоставимой с одним из землетрясений 1811–1812 годов, в 7–10 % в течение следующих 50 лет, а также 25–40 % вероятности землетрясения такой силы. 6 землетрясений за тот же период. [32] В июле 2014 года Геологическая служба США увеличила оценку риска для района Нового Мадрида. [33]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Центр исследования и информации о землетрясениях при Университете Мемфиса». Университет Мемфиса .
  2. ^ Стельцер, компакт-диск (15 декабря 1999 г.). «На зыбкой земле». Риверфронт Таймс . Проверено 16 октября 2017 г.
  3. ^ аб Чонтос, Райан; Ван Арсдейл, Рой; Уолдрон, Брайан (2008). «Рифт Рилфут и его влияние на четвертичные деформации в центральной долине реки Миссисипи». Геосфера . 4 (1): 145–158. Бибкод : 2008Geosp...4..145C. дои : 10.1130/GES00107.1 .
  4. ^ Эрвин, К. Патрик; Макгиннис, LD (1975). «Рилфут Рифт: возобновленный предшественник залива Миссисипи». Бюллетень ГСА . 86 (9): 1287–1295. Бибкод : 1975GSAB...86.1287E. doi :10.1130/0016-7606(1975)86<1287:RRRPTT>2.0.CO;2 . Проверено 22 октября 2021 г.
  5. ^ Хильденбранд, Томас Г.; Лангенхайм, Виктория Э.; Швейг, Юджин; Стауффер, Питер Х.; Хендли II, Джеймс В. (1996). «Обнаружение скрытых опасностей в долине Миссисипи» (PDF) . Информационный бюллетень Геологической службы США 200-96 . Геологическая служба США . Проверено 22 октября 2021 г.
  6. ^ «Программа опасности землетрясений Геологической службы США, Отчет о землетрясении: Кентукки» . Национальный информационный центр по землетрясениям . 6 июня 2003 г. Архивировано из оригинала 20 апреля 2006 г.
  7. ^ Гроллимунд, Бальц; Зобак, Марк Д. (февраль 2001 г.). «Вызвала ли дегляциация внутриплитную сейсмичность в сейсмической зоне Новый Мадрид?». Геология . 29 (2): 175–178. Бибкод : 2001Geo....29..175G. doi :10.1130/0091-7613(2001)029<0175:DDTISI>2.0.CO;2.
  8. ^ Поллитц, Фред Ф.; Келлог, Луиза; Бургманн, Роланд (декабрь 2001 г.). «Опускающееся основное тело в реактивированной нижней коре: механизм концентрации напряжений в сейсмической зоне Нового Мадрида». Бюллетень Сейсмологического общества Америки . 91 (6): 1882–1897. Бибкод : 2001BuSSA..91.1882P. дои : 10.1785/0120000277.
  9. ^ Лю, Л.; Зобак, доктор медицины (1997). «Прочность литосферы и внутриплитная сейсмичность в сейсмической зоне Нового Мадрида». Тектоника . 16 (4): 585–595. Бибкод : 1997Tecto..16..585L. дои : 10.1029/97TC01467. S2CID  129287433.
  10. ^ Форте, AM; Митровица, JX; Р. Муча; Н. А. Симмонс; СП Гранд (2007). «Спуск древней плиты Фараллон вызывает локализованный мантийный поток ниже сейсмической зоны Новый Мадрид» (PDF) . Геофиз. Рез. Летт . 34 (4): L04308. Бибкод : 2007GeoRL..3404308F. дои : 10.1029/2006GL027895. S2CID  10662775. Архивировано из оригинала (PDF) 6 июля 2011 года.
  11. ^ Пратт, Томас Л. (апрель – июнь 1994 г.). «Сколько лет сейсмической зоне Нового Мадрида?» (PDF) . Письма о сейсмологических исследованиях . 65 (2): 172–179. дои : 10.1785/gssrl.65.2.172. Архивировано из оригинала (PDF) 10 декабря 2013 г.
  12. ^ Таттл, Мартиция П.; Швейг, Юджин С.; Джон Д. Симс; Лафферти, Роберт Х.; Вольф, Лоррейн В.; Хейс, Мэрион Л. (август 2002 г.). «Сейсмический потенциал сейсмической зоны Нового Мадрида». Бюллетень Сейсмологического общества Америки . 92 (6): 2080–2089. Бибкод : 2002BuSSA..92.2080T. дои : 10.1785/0120010227.
  13. ^ Таттл, Мартиция П.; Швейг III, Юджин С.; и другие. (июль – август 2005 г.). «Свидетельства землетрясений в Новом Мадриде в 300 и 2350 годах до нашей эры». Письма о сейсмологических исследованиях . 76 (4): 489–501. дои : 10.1785/gssrl.76.4.489.
  14. ^ Таттл, член парламента; Аль-Шукри, Х; Махди, Х (2006). «Очень сильные землетрясения произошли к юго-западу от сейсмической зоны Нового Мадрида 5 000–7 000 лет назад». Письма о сейсмологических исследованиях . 77 (6): 755. doi :10.1785/gssrl.77.6.755.
  15. ^ Ван Арсдейл, РБ; Стале, Д.В.; депутат Кливленда; MJ Guccione (июнь 1998 г.). «Сигналы землетрясения в данных о годичных кольцах из сейсмической зоны Новый Мадрид и последствия для палеосейсмичности». Геология . 26 (6): 515–518. Бибкод : 1998Geo....26..515V. doi :10.1130/0091-7613(1998)026<0515:ESITRD>2.3.CO;2.
  16. ^ Фельдман, Джей (2005). Когда Миссисипи потекла вспять: империя, интриги, убийства и землетрясения в Новом Мадриде. Свободная пресса. ISBN 978-0-7432-4278-3.
  17. ^ abcdef «Краткий обзор последовательности землетрясений в Новом Мадриде 1811-1812 годов». Программа Геологической службы США по опасности землетрясений . Геологическая служба США. Архивировано из оригинала 8 сентября 2017 года . Проверено 8 сентября 2017 г.
  18. ^ abcd «Отчет независимой экспертной группы по опасности землетрясений в сейсмической зоне Нового Мадрида» (PDF) . Геологическая служба США . Архивировано из оригинала (PDF) 8 сентября 2017 года . Проверено 8 сентября 2017 г.
  19. ^ abc Johnston & Schweig, AC, ES (1996). «Загадка землетрясений в Новом Мадриде 1811–1812 годов». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 24 : 339–384. Бибкод : 1996AREPS..24..339J. doi :10.1146/annurev.earth.24.1.339. S2CID  16780063.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  20. ^ «Исторические землетрясения». Программа Геологической службы США по опасности землетрясений . Геологическая служба США. Архивировано из оригинала 12 июля 2012 года.
  21. ^ Аб Фуллер, Майрон (1912). «Землетрясение в Новом Мадриде» (PDF) . Геологическая служба США (бюллетень 494). Министерство внутренних дел.
  22. ^ «Исторические землетрясения: недалеко от Чарльстона, округ Миссисипи, штат Миссури». Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 7 июля 2012 года . Проверено 23 сентября 2009 г.
  23. ^ «Исторические землетрясения: Южный Иллинойс, 1968, 11.09, 17:01:40,5 UTC». Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 8 июля 2012 года . Проверено 23 сентября 2009 г.
  24. ^ «Правительство предупреждает о «катастрофическом» землетрясении в США». Рейтер . 20 ноября 2008 года . Проверено 16 октября 2017 г.
  25. ^ «Воздействие землетрясений в сейсмической зоне Нового Мадрида на центральную часть США» Отчет Среднеамериканского центра землетрясений 09-03. Урбана, Иллинойс: Центр землетрясений Средней Америки. Университет Иллинойса в Урбана-Шампейн.
  26. Фаулер, Гленн (20 июля 1991 г.). «Ибен Браунинг, 73 года; исследователь, изучавший климат и землетрясения». Нью-Йорк Таймс . Проверено 2 июля 2011 г.
  27. ^ abcd Спенс, Уильям Дж.; Херрманн, РБ; Джонстон, AC; Рейгор, Б.Г. (1993). «Ответы на предсказание Ибена Браунинга о землетрясении в Новом Мадриде, штат Миссури, в 1990 году». 248 (1083). Департамент внутренних дел Геологической службы США . Проверено 22 июля 2011 г. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
  28. ^ аб Гарднер, Элизабет К. (2009). «Новая Мадридская система разломов может прекратить работу» . Проверено 16 октября 2017 г.
  29. ^ Тэтчер, Уэйн «Современные движения земной коры и механика циклической деформации» в «Системе разломов Сан-Андреас, Калифорния». Профессиональный документ USGS 1515. Роберт Э. Уоллес, редактор. 1990. Проверено 6 декабря 2013 г.
  30. ^ Монастерский, Ричард. "Новости природы: Сет Штейн: убийца землетрясений" Nature (9 ноября 2011 г.)
  31. ^ «Землетрясения на самом деле являются афтершоками землетрясений 19-го века; последствия землетрясений в Новом Мадриде 1811 и 1812 годов продолжают ощущаться» . Наука Дейли . Проверено 4 ноября 2009 г.
  32. ^ Опасность землетрясений в сейсмической зоне Нового Мадрида остается проблемой Геологической службы США (2009). Получено 6 декабря 2013 г.
  33. ^ Петерсен, Марк Д.; Москетти, Морган П.'; Пауэрс, Питер М.' и другие. (17 июля 2014 г.) «Документация к обновлению Национальных карт сейсмической опасности США за 2014 г.» Геологическая служба США

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

36 ° 35' с.ш. 89 ° 35' з.д.  /  36,58 ° с.ш. 89,59 ° з.д.  / 36,58; -89,59