Разлом Сан-Андреас — континентальный правосторонний сдвигово-сдвиговой трансформный разлом , который простирается примерно на 1200 километров (750 миль) через американский штат Калифорния . [1] Он образует часть тектонической границы между Тихоокеанской плитой и Североамериканской плитой . Традиционно, в научных целях, разлом классифицируется на три основных сегмента (северный, центральный и южный), каждый из которых имеет различные характеристики и различную степень риска землетрясений. Средняя скорость скольжения вдоль всего разлома колеблется от 20 до 35 мм (от 0,79 до 1,38 дюйма) в год. [1]
На севере разлом заканчивается в море около Эврики, 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 крупное землетрясение вдоль зоны субдукции Каскадия может спровоцировать разрыв вдоль разлома Сан-Андреас. [2] [3] [4]
На юге разлом заканчивается около пляжа Бомбей, Калифорния, в море Солтона . Здесь движение плиты реорганизуется с правостороннего на расходящееся . В этом регионе (известном как желоб Солтона ) граница плиты раскалывается и раздвигается, создавая новый срединно-океанический хребет , являющийся продолжением Калифорнийского залива . Осадки, откладываемые рекой Колорадо, не позволяют желобу заполняться морской водой из залива.
Разлом был впервые обнаружен в 1895 году профессором Эндрю Лоусоном из Калифорнийского университета в Беркли . После землетрясения в Сан-Франциско в 1906 году Лоусону было поручено расшифровать происхождение землетрясения. Он начал с обследования и картирования смещений (таких как заборы или дороги, которые были разрезаны пополам) вдоль поверхностных разрывов. Когда местоположение этих смещений было нанесено на карту, он заметил, что они образовали почти идеальную линию поверх разлома, который он ранее обнаружил. Он пришел к выводу, что разлом, должно быть, был источником землетрясения.
Эта линия проходила через озеро Сан-Андреас , провисающий пруд . Озеро было создано из-за расширения разлома, что создало естественную впадину, где могла осесть вода. Распространенное заблуждение состоит в том, что Лоусон назвал разлом в честь этого озера. Однако, согласно некоторым из его отчетов за 1895 и 1908 годы, он на самом деле назвал его в честь окружающей долины Сан-Андреас. [5] После землетрясения в Сан-Франциско 1906 года Лоусон также пришел к выводу, что разлом простирался до Южной Калифорнии . В 1953 году геолог Томас Диббли пришел к выводу, что вдоль разлома могут происходить сотни миль бокового движения.
Финансируемый NSF проект под названием « Глубинная обсерватория разлома Сан-Андреас» (SAFOD) около Паркфилда, Калифорния , включал бурение через разлом с 2004 по 2007 год. Целью было собрать образцы керна и провести прямые геофизические и геохимические наблюдения для лучшего понимания поведения разлома на глубине. [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, затем в море в Дейли-Сити около скалы Муссел . Это приблизительное местоположение эпицентра землетрясения в Сан-Франциско 1906 года . Разлом возвращается на сушу 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 сушу в Форт-Росс . (В этом регионе вокруг залива Сан-Франциско несколько значительных «сестринских разломов» проходят более или менее параллельно, и каждый из них может вызывать значительные разрушительные землетрясения.) От Форт-Росса северный сегмент продолжается по суше, частично образуя линейную долину, через которую протекает река Гуалала . Он возвращается обратно в море в Пойнт-Арена . После этого он идет под водой вдоль побережья, пока не приблизится к мысу Мендосино , где он начинает изгибаться на запад, заканчиваясь в тройном узле 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 трансформной границей. [7]
Южный сегмент (также известный как сегмент Мохаве ) начинается около пляжа Бомбей, Калифорния . Каньон Бокс, около моря Солтон , содержит перевернутые пласты, связанные с этим участком разлома. [8] Затем разлом проходит вдоль южного основания гор Сан-Бернардино , пересекает перевал Кахон и продолжается на северо-запад вдоль северного основания гор Сан-Габриэль . Эти горы являются результатом движения вдоль разлома Сан-Андреас и обычно называются Поперечным хребтом. В Палмдейле часть разлома легко осмотреть на съезде к шоссе Antelope Valley Freeway . Разлом продолжается на северо-запад вдоль дороги Элизабет-Лейк до города Элизабет-Лейк . Проходя через города Горман , Техон-Пасс и Фрейзер-Парк , разлом начинает изгибаться на север, образуя «Большой изгиб». Считается, что этот сдерживающий изгиб находится там, где разлом запирается в Южной Калифорнии , с интервалом повторяемости землетрясений примерно 140–160 лет. К северо-западу от парка Фрейзер разлом проходит через равнину Карризо , длинную безлесную равнину, где большая часть разлома хорошо видна. Уступ Элкхорн определяет след разлома на большей части его длины в пределах равнины.
Южный сегмент, который простирается от Паркфилда в округе Монтерей до Солтон-Си , способен вызвать землетрясение магнитудой 8,1. В самом близком месте этот разлом проходит примерно в 35 милях (56 км) к северо-востоку от Лос-Анджелеса. Такое сильное землетрясение на этом южном сегменте унесло бы жизни тысяч людей в Лос-Анджелесе, Сан-Бернардино, Риверсайде и прилегающих районах и нанесло бы ущерб в сотни миллиардов долларов. [9]
Тихоокеанская плита , к западу от разлома, движется в северо-западном направлении, в то время как Североамериканская плита на востоке движется на юго-запад, но относительно юго-восток под влиянием тектоники плит . Скорость проскальзывания составляет в среднем около 33–37 миллиметров (1,3–1,5 дюйма) в год по всей Калифорнии. [10]
Движение Североамериканской плиты на юго-запад к Тихому океану создает компрессионные силы вдоль восточной стороны разлома. Эффект выражается в виде Береговых хребтов. Северо-западное движение Тихоокеанской плиты также создает значительные компрессионные силы, которые особенно выражены там, где Североамериканская плита заставила Сан-Андреас сместиться 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 Североамериканской плит показали, что только около 75 процентов движения можно объяснить движениями Сан-Андреас и его различных ответвлений. Остальная часть движения была обнаружена в районе к востоку от гор Сьерра-Невада , называемом Уокер-Лейн или Восточно-Калифорнийской зоной сдвига. 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-Андреас к Уокер-Лейн. [11] [12]
Если предположить, что граница плиты не изменится, как предполагалось, то прогнозируемое движение указывает на то, что суша к западу от разлома Сан-Андреас, включая Лос-Анджелес, в конечном итоге сдвинется мимо Сан-Франциско, а затем продолжит движение на северо-запад к Алеутскому желобу в течение периода, возможно, двадцати миллионов лет. [13]
Сан-Андреас начал формироваться в середине кайнозоя около 30 млн лет назад. [14] В это время центр спрединга между Тихоокеанской плитой и плитой Фараллон (которая сейчас в основном субдуцирована, с остатками, включая плиту Хуан-де-Фука , плиту Ривера , плиту Кокос и плиту Наска ) начал достигать зоны субдукции у западного побережья Северной Америки. Поскольку относительное движение между Тихоокеанской и Североамериканской плитами отличалось от относительного движения между плитами Фараллон и Североамериканской, спрединговый хребет начал «субдуцироваться», создавая новое относительное движение и новый стиль деформации вдоль границ плит. Эти геологические особенности в основном наблюдаются вдоль разлома Сан-Андреас. Он также включает возможный драйвер деформации Бассейна и Хребта , разделение полуострова Нижняя Калифорния и вращение Поперечного хребта .
Основная южная часть 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 фокуса движения между 10–5 млн лет назад. В настоящее время считается, что современный Сан-Андреас в конечном итоге перенесет свое движение к разлому 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 его окружающих 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) боковое движение вдоль разлома было впервые предложено в статье 1953 года геологами Мейсоном Хиллом и Томасом Диббли . Эта идея, которая в то время считалась радикальной, с тех пор была подтверждена современной тектоникой плит . [16]
Сейсмологи обнаружили, что разлом Сан-Андреас около Паркфилда в центральной Калифорнии постоянно производит 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 . Благодаря частоте предсказуемой активности Паркфилд стал одним из важнейших районов в мире для исследования крупных землетрясений.
В 2004 году к северу от Паркфилда началась работа над обсерваторией разлома Сан-Андреас на глубине (SAFOD). Целью SAFOD является бурение скважины глубиной около 3 километров (1,9 мили) в земной коре и в разломе Сан-Андреас. Будет установлен массив датчиков для регистрации землетрясений, которые происходят вблизи этой области. [17]
Исследование 2023 года обнаружило связь между уровнем воды в озере Кауилла (теперь море Солтона ) и сейсмической активностью вдоль южного разлома Сан-Андреас. Исследование предполагает, что крупные землетрясения вдоль этого участка разлома совпали с высоким уровнем воды в озере. Гидрологическая нагрузка, вызванная высоким уровнем воды, может более чем вдвое увеличить нагрузку на южный разлом Сан-Андреас, что, вероятно, достаточно для возникновения землетрясений. Это может объяснить аномально долгий период времени с момента последнего крупного землетрясения в регионе с момента высыхания озера. [18]
Система разломов Сан-Андреас стала предметом потока исследований. В частности, научные исследования, проведенные за последние 23 года, привели к появлению около 3400 публикаций. [19]
Исследование, опубликованное в 2006 году в журнале Nature Юрием Фиалко, доцентом Института геофизики и планетарной физики имени Сесила Х. и Иды М. Грин при Институте океанографии Скриппса , [21] показало, что разлом Сан-Андреас достиг достаточного уровня напряжения для землетрясения магнитудой более 7,0 по шкале моментной магнитуды . [22] Это исследование также показало, что риск сильного землетрясения может увеличиваться быстрее, чем считали ученые ранее. Более того, в настоящее время риск сосредоточен в южной части разлома, то есть в районе вокруг Лос-Анджелеса, поскольку относительно недавно в центральном ( 1857 ) и северном ( 1906 ) сегментах разлома произошли сильные землетрясения, в то время как в южной части не наблюдалось подобных разрывов по крайней мере 300 лет. Согласно этому исследованию, крупное землетрясение на южном участке разлома Сан-Андреас приведет к серьезным разрушениям в столичном районе Палм-Спрингс - Индио и других городах в округах Сан-Бернардино , Риверсайд и Империал в Калифорнии, а также в муниципалитете Мехикали в Нижней Калифорнии . Оно будет сильно ощущаться (и потенциально может вызвать значительный ущерб) на большей части Южной Калифорнии , включая густонаселенные районы округов Лос-Анджелес , Вентура , Ориндж , Сан-Диего , Энсенада и Тихуана , Нижняя Калифорния , Сан-Луис-Рио-Колорадо в Соноре и Юма , Аризона . Старые здания будут особенно подвержены повреждениям или обрушению, как и здания, построенные на неконсолидированном гравии или в прибрежных районах, где уровень грунтовых вод высок (и, следовательно, подвержен разжижению почвы ). В своем исследовании Фиалко заявил:
Все эти данные говорят о том, что разлом готов к следующему большому землетрясению, но когда именно произойдет срабатывание и когда произойдет землетрясение, мы сказать не можем. Это может произойти завтра или через 10 лет или больше. [21]
Тем не менее, вЗа 18 лет с момента публикации в районе Лос-Анджелеса не было ни одного существенного землетрясения, а два крупных отчета, выпущенных Геологической службой США (USGS), дали различные прогнозы относительно риска будущих сейсмических событий. Способность предсказывать крупные землетрясения с достаточной точностью, чтобы оправдать повышенные меры предосторожности, остается неуловимой. [23]
Согласно последнему прогнозу Геологической службы США , известному как UCERF3 (Uniform California Earthquake Rupture Forecast 3), опубликованному в ноябре 2013 года, землетрясение магнитудой 6,7 М или выше (то есть равное или большее, чем землетрясение в Нортридже 1994 года ) происходит примерно раз в 6,7 лет по всему штату. В том же отчете также подсчитано, что существует 7%-ная вероятность того, что землетрясение магнитудой 8,0 или выше произойдет в течение следующих 30 лет где-то вдоль разлома Сан-Андреас. [24] Другое исследование USGS в 2008 году попыталось оценить физические, социальные и экономические последствия крупного землетрясения в южной Калифорнии. В этом исследовании предсказывалось, что землетрясение магнитудой 7,8 вдоль южного разлома Сан-Андреас может привести к гибели около 1800 человек и ущербу в размере 213 миллиардов долларов. [25]
В статье 2008 года, посвященной изучению прошлых землетрясений вдоль тихоокеанского побережья, была обнаружена корреляция во времени между сейсмическими событиями на севере разлома Сан-Андреас и южной частью 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. Доказательства также показывают, что направление разрыва шло с севера на юг в каждом из этих коррелированных по времени событий. Однако землетрясение в Сан-Франциско 1906 года, по-видимому, было исключением из этой корреляции, поскольку движение плит в основном происходило с юга на север, и ему не предшествовало крупное землетрясение в зоне Каскадия. [26]
В районе разлома Сан-Андреас в исторические времена произошло несколько заметных землетрясений:
{{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
