stringtranslate.com

Мегасейсмическое землетрясение

Мегавзрывные землетрясения происходят на конвергентных границах плит , где одна тектоническая плита задвигается под другую. Землетрясения вызваны скольжением вдоль надвига , который образует контакт между двумя плитами. Эти межплитные землетрясения являются самыми мощными на планете, с моментными магнитудами ( M w ), которые могут превышать 9,0. [1] [2] С 1900 года все землетрясения магнитудой 9,0 или более были мегавзрывными землетрясениями. [3]

Надвиговые разломы, ответственные за мегавзрывные землетрясения, часто лежат на дне океанических впадин ; в таких случаях землетрясения могут резко смещать морское дно на большой площади. В результате мегавзрывные землетрясения часто порождают цунами , которые значительно более разрушительны, чем сами землетрясения. Телецунами могут пересекать океанические бассейны, опустошая районы, далекие от первоначального землетрясения.

Терминология и механизм

Схема зоны субдукции . Мегавзрыв находится на вершине погружающейся плиты, где она контактирует с нависающей плитой.

Термин «меганадвиг» относится к чрезвычайно крупному надвиговому разлому , обычно образующемуся на границе плит вдоль зоны субдукции, например, Зондскому меганадвигу . [4] [5] Однако этот термин иногда применяется и к крупным надвиговым разломам в зонах столкновения континентов, например, Гималайскому меганадвигу. [6] Длина меганадвига может достигать 1000 километров (600 миль). [7]

Поперечная иллюстрация нормальных и обратных сбросов

Надвиг — это тип обратного сброса , при котором порода над сбросом смещается вверх относительно породы под сбросом. Это отличает обратные сбросы от нормальных сбросов , при которых порода над сбросом смещается вниз, или сдвиговых сбросов , при которых порода с одной стороны сброса смещается горизонтально относительно другой стороны. Надвиговые сбросы отличаются от других обратных сбросов, поскольку они падают под относительно небольшим углом, обычно менее 45°, [8] и демонстрируют большие смещения. [9] [10] По сути, породы над сбросом были надвинуты на породы под сбросом. Надвиговые сбросы характерны для областей, где земная кора сжимается тектоническими силами. [11]

Мегавзбросы возникают там, где сталкиваются две тектонические плиты . Когда одна из плит состоит из океанической литосферы , она ныряет под другую плиту (называемую перекрывающей плитой ) и погружается в мантию Земли как плита . Контакт между сталкивающимися плитами называется мегавзбросом, где порода перекрывающей плиты смещается вверх относительно породы нисходящей плиты. [5] Трение вдоль мегавзброса может заблокировать плиты вместе, и силы субдукции затем создают напряжение в двух плитах. Мегавзбросовое землетрясение происходит, когда разлом разрывается, позволяя плитам резко перемещаться друг мимо друга, чтобы высвободить накопленную энергию напряжения. [7]

Возникновение и характеристики

Мега-землетрясения почти исключительно происходят в зонах тектонической субдукции и часто связаны с Тихим и Индийским океанами . [5] Эти зоны субдукции также в значительной степени ответственны за вулканическую активность, связанную с Тихоокеанским огненным кольцом . [12]

Поскольку эти землетрясения деформируют дно океана , они часто генерируют сильные волны цунами . [13] Известно также, что землетрясения в зоне субдукции вызывают интенсивные сотрясения и движения грунта, которые могут длиться до 3–5 минут. [14]

В регионе Индийского океана Зондский меганадвиг расположен там, где Индо-Австралийская плита погружается под Евразийскую плиту вдоль разлома длиной 5500 километров (3400 миль) у берегов Мьянмы , Суматры , Явы и Бали , заканчивающегося у северо-западного побережья Австралии . Эта зона субдукции была ответственна за землетрясение и цунами в Индийском океане 2004 года . [15] В частях меганадвига к югу от Явы , называемых Яванским желобом , для западной части возможно M w   8,9, в то время как в восточном сегменте Явы возможно M w   8,8, в то время как если бы оба разорвались одновременно, магнитуда была бы M w   9,1. [16]

В Южно-Китайском море находится Манильский желоб , который способен вызывать землетрясения магнитудой 9,0   и более, [17] с максимальной магнитудой 9,2 и более. [18]

В Японии меганадвиг Нанкай под впадиной Нанкай ответственен за меганадвиговые землетрясения Нанкай и связанные с ними цунами. [19] Самым крупным меганадвиговым событием за последние 20 лет было землетрясение магнитудой 9,0–9,1 Тохоку вдоль меганадвига Японского желоба . [20]

В Северной Америке плита Хуан-де-Фука погружается под Североамериканскую плиту , создавая зону субдукции Каскадия от середины острова Ванкувер, Британская Колумбия, до Северной Калифорнии. Эта зона субдукции была ответственна за землетрясение Каскадия 1700 года . [21] Алеутский желоб , южное побережье Аляски и Алеутских островов , где Североамериканская плита накладывается на Тихоокеанскую плиту , на протяжении всей истории вызывал множество крупных землетрясений, некоторые из которых вызывали цунами по всему Тихому океану, [22] включая землетрясение на Аляске 1964 года ; при магнитуде 9,1–9,2 оно остается крупнейшим зарегистрированным землетрясением в Северной Америке и третьим по величине инструментально зарегистрированным землетрясением в мире. [23]

В Гималайском регионе , где Индийская плита погружается под Евразийскую плиту , самым крупным зарегистрированным землетрясением было Ассамско-Тибетское землетрясение 1950 года магнитудой 8,7. Предполагается, что землетрясения магнитудой 9,0 или больше, как ожидается, будут происходить с интервалом каждые 800 лет, при этом наивысшая граница будет иметь магнитуду 10, хотя это не считается физически возможным. Таким образом, самое крупное возможное землетрясение в регионе имеет магнитуду 9,7, предполагая один разрыв всей Гималайской дуги и предполагая стандартный закон масштабирования, который подразумевает среднее смещение в 50 м. [24]

В зоне субдукции Малых Антильских островов может произойти землетрясение мега-удар с максимальной магнитудой 9,3 или, по последним оценкам, потенциально даже 10,3, что не считается невозможным. [25]

Самым крупным зафиксированным мегавзрывным землетрясением было землетрясение в Вальдивии 1960 года , магнитуда которого оценивается в 9,4–9,6 баллов, с эпицентром у побережья Чили вдоль Перуано-Чилийского желоба , где плита Наска погружается под Южноамериканскую плиту . [26] Этот регион мегавзрыва регулярно генерирует чрезвычайно сильные землетрясения.

Магнитуда самых крупных возможных землетрясений оценивается в 10-11 баллов, и, скорее всего, они будут вызваны совместным разрывом Японского желоба и Курило-Камчатского желоба или по отдельности Алеутского желоба или Перуано-Чилийского желоба. [27] [28] [29] [30] Другой возможной областью может быть зона субдукции Малых Антильских островов. [25]

Исследование, опубликованное в 2016 году, показало, что самые крупные мегаземлетрясения связаны с нисходящими плитами с самым неглубоким падением, так называемой субдукцией плоской плиты . [31]

По сравнению с другими землетрясениями аналогичной величины, мегавзрывные землетрясения имеют большую продолжительность и более медленную скорость разрыва. Самые крупные мегавзрывные землетрясения происходят в зонах субдукции с толстыми осадками, которые могут позволить разрыву разлома распространяться на большие расстояния беспрепятственно. [5]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Мейер, М.-А.; Ампуэро, Дж. П.; Хитон, TH (22 сентября 2017 г.). «Скрытая простота субдукционных мегавзрывных землетрясений». Science . 357 (6357): 1277–1281. Bibcode :2017Sci...357.1277M. doi :10.1126/science.aan5643. PMID  28935803. S2CID  206660652.
  2. ^ «Вопросы и ответы о землетрясениях мегатолчков». Natural Resources Canada. 19 октября 2018 г. Получено 23 сентября 2020 г.
  3. ↑ Джонстон, Арч К.; Хальчук, Стивен (июнь–июль 1993 г.), «База данных по сейсмичности для Программы оценки глобальной сейсмической опасности», Annali di Geofisica , 36 (3–4): 133–151, стр. 140, 142 и след .
  4. ^ Парк, Дж.; Батлер, Р.; Андерсон, К.; и др. (2005). «Обзор производительности Глобальной сейсмографической сети для Суматра-Андаманского мегавзрывного землетрясения». Seismological Research Letters . 76 (3): 331–343. Bibcode : 2005SeiRL..76..331P. doi : 10.1785/gssrl.76.3.331. ISSN  0895-0695.
  5. ^ abcd Билек, Сьюзан Л.; Лэй, Торн (1 августа 2018 г.). «Мегавзрывные землетрясения в зоне субдукции». Geosphere . 14 (4): 1468–1500. Bibcode : 2018Geosp..14.1468B. doi : 10.1130/GES01608.1 . S2CID  133629102.
  6. ^ Эллиотт, Дж. Р.; Джоливе, Р.; Гонсалес, П. Дж.; Авуак, Ж.-П.; Холлингсворт, Дж.; Сирл, М. П.; Стивенс, В. Л. (февраль 2016 г.). «Геометрия меганадвигов в Гималаях и их связь с топографией, выявленные землетрясением Горкха» (PDF) . Nature Geoscience . 9 (2): 174–180. Bibcode :2016NatGe...9..174E. doi :10.1038/ngeo2623.
  7. ^ ab "Cascadia Subduction Zone". Pacific Northwest Seismic Network . Получено 7 октября 2021 г.
  8. ^ "Глоссарий землетрясений – проскальзывание". Программа по сейсмической опасности. Геологическая служба США.
  9. ^ Фоссен, Хаакон (2016). Структурная геология (Второе издание). Кембридж, Великобритания: Cambridge University Press. С. 485, 488, 491. ISBN 9781107057647.
  10. ^ "Tsunami Terminology". История Национальной программы по снижению опасности цунами, 1995–2005 . Pacific Marine Environmental Laboratory. Архивировано из оригинала 25.02.2011.
  11. ^ Фоссен 2016, стр. 356.
  12. ^ "Что такое Огненное кольцо?". Исследование океана . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Получено 7 октября 2021 г.
  13. ^ Maksymowicz, A.; Chadwell, CD; Ruiz, J.; Tréhu, AM; Contreras-Reyes, E.; Weinrebe, W.; Díaz-Naveas, J.; Gibson, JC; Lonsdale, P.; Tryon, MD (апрель 2017 г.). "Косейсмическая деформация морского дна в районе желоба во время мегавзрывного землетрясения Mw8.8 Maule". Scientific Reports . 7 (1): 45918. Bibcode :2017NatSR...745918M. doi :10.1038/srep45918. PMC 5381107 . PMID  28378757. 
  14. ^ Мегавати, К.; Пан, Т.-К. (1 апреля 2009 г.). «Региональная сейсмическая опасность, создаваемая сегментом Ментавай Суматранского меганадвига». Бюллетень сейсмологического общества Америки . 99 (2A): 566–584. Bibcode : 2009BuSSA..99..566M. doi : 10.1785/0120080109.
  15. ^ Сие, Керри (март 2007 г.). «Мега-толчок Зонды: прошлое, настоящее и будущее». Журнал землетрясений и цунами . 01 (1): 1–19. doi :10.1142/S179343110700002X.
  16. ^ Видиянторо, С.; Гунаван, Э.; Мухари, А.; Роулинсон, Н.; Мори, Дж.; Ханифа, Северная Каролина; Сусило, С.; Супенди, П.; Шиддики, штат Ха; Нуграха, AD; Путра, HE (17 сентября 2020 г.). «Последствия мегаземлетрясений и цунами из-за сейсмических разрывов к югу от Явы, Индонезия». Научные отчеты . 10 (1): 15274. Бибкод : 2020NatSR..1015274W. doi : 10.1038/s41598-020-72142-z. ISSN  2045-2322. ПМЦ 7499206 . ПМИД  32943680. 
  17. ^ Megawati, Kusnowidjaja; Shaw, Felicia; Sieh, Kerry; Huang, Zhenhua; Wu, Tso-Ren; Lin, Yunung; Tan, Soon Keat; Pan, Tso-Chien (2009-09-04). "Опасность цунами от субдукционного меганадвига Южно-Китайского моря: Часть I. Характеристика источника и результирующее цунами". Journal of Asian Earth Sciences . Цунами в Азии. 36 (1): 13–20. Bibcode : 2009JAESc..36...13M. doi : 10.1016/j.jseaes.2008.11.012. hdl : 10220/8672 . ISSN  1367-9120.
  18. ^ Чжао, Гуаншэн; Ню, Сяоцзин (2024-01-26). «Оценка опасности цунами в Южно-Китайском море на основе геодезической фиксации зоны субдукции Манилы». Обсуждения по природным опасностям и наукам о системах Земли . 24 (7): 2303–2313. doi : 10.5194/nhess-2023-227 .
  19. ^ Хирахара, К.; Като Н.; Миятаке Т.; Хори Т.; Хёдо М.; Инн Дж.; Мицуи Н.; Сасаки Т.; Миямура Т.; Накама Ю.; Канаи Т. (2004). «Моделирование процесса генерации землетрясений в сложной системе разломов» (PDF) . Годовой отчет Центра моделирования Земли, апрель 2004 г. - март 2005 г. стр. 121–126. Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2011 г. Проверено 14 ноября 2009 г.
  20. ^ "M 9.1 - Великое землетрясение Тохоку 2011 года, Япония". Программа оценки сейсмической опасности. Геологическая служба США. 7 ноября 2016 г. Получено 3 июня 2022 г.
  21. ^ «Крупное землетрясение на северо-западе Тихого океана выглядит еще более вероятным». The Atlantic . 16 августа 2016 г.
  22. ^ Witter, Rob; Briggs, Rich; Engelhart, Simon E.; Gelfenbaum, Guy; Koehler, Rich D.; Nelson, Alan; Selle, SeanPaul La; Corbett, Reide; Wallace, Kristi (1 мая 2019 г.). «Доказательства частых, крупных цунами, охватывающих заблокированные и ползучие части Алеутского меганадвига». GSA Bulletin . 131 (5–6): 707–729. Bibcode : 2019GSAB..131..707W. doi : 10.1130/B32031.1. S2CID  134362013.
  23. ^ Ичиносе, Джин; Сомервилл, Пол; Тио, Хонг Ки; Грейвс, Роберт; О'Коннелл, Дэн (2007). «Процесс разрыва пролива Принс-Уильям, Аляска, землетрясение 1964 года, по данным комбинированной инверсии сейсмических, цунами и геодезических данных». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 112 (B7). Bibcode : 2007JGRB..112.7306I. doi : 10.1029/2006JB004728. ISSN  0148-0227.
  24. ^ Стивенс, В. Л.; Авуак, Ж.-П. (16.02.2016). «Тысячелетние землетрясения с магнитудой M w > 9,0, требуемые геодезической деформацией в Гималаях». Geophysical Research Letters . 43 (3): 1118–1123. doi :10.1002/2015GL067336. ISSN  0094-8276.
  25. ^ ab Roger, J.; Frère, A.; Hébert, H. (2014-07-25). «Влияние цунами, возникшего в зоне субдукции Малых Антильских островов, на побережье Северной Атлантики». Advances in Geosciences . 38 : 43–53. Bibcode :2014AdG....38...43R. doi : 10.5194/adgeo-38-43-2014 . ISSN  1680-7340.
  26. ^ Охеда, Хавьер; Руис, Серхио; дель Кампо, Франциско; Карвахаль, Матиас (1 мая 2020 г.). «Землетрясение Консепсьон магнитудой 8,1 21 мая 1960 г.: глубокий мегатолчковый форшок, который начал сейсмическую последовательность Центрально-Южно-Чилийских сейсмических событий 1960 г.». Seismological Research Letters . 91 (3): 1617–1627. Bibcode : 2020SeiRL..91.1617O. doi : 10.1785/0220190143. S2CID  216347638.
  27. ↑ Kyodo (15.12.2012). «Может произойти землетрясение магнитудой 10: исследование». The Japan Times . Получено 20.10.2023 .
  28. ^ Мацудзава, Тору (2014-06-01). «Крупнейшие землетрясения, к которым мы должны готовиться». Журнал исследований катастроф . 9 (3): 248–251. doi : 10.20965/jdr.2014.p0248 .
  29. ^ Хиросе, Фуюки; Маэда, Кэндзи; Ёсида, Ясухиро (2019-12-01). «Максимальная магнитуда субдукционных землетрясений вдоль Японо-Курило-Камчатского желоба, оцененная по закону сохранения сейсмического момента». Geophysical Journal International . 219 (3): 1590–1612. doi : 10.1093/gji/ggz381 . ISSN  0956-540X.
  30. ^ Ёсида, Масаки; Сантош, М. (2020-07-01). «Энергетика твердой Земли: комплексная перспектива». Energy Geoscience . 1 (1–2): 28–35. Bibcode : 2020EneG....1...28Y. doi : 10.1016/j.engeos.2020.04.001 . ISSN  2666-7592.
  31. ^ Блетери, Квентин; Томас, Аманда М.; Ремпель, Алан В.; Карлстром, Лейф; Слэйден, Энтони; Де Баррос, Луис (24.11.2016). «Искривление разлома может контролировать место возникновения больших землетрясений», Eurekalert 24 ноября 2016 г. Science . 354 (6315): 1027–1031. Bibcode :2016Sci...354.1027B. doi : 10.1126/science.aag0482 . PMID  27885027 . Получено 05.06.2018 .

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

  1. ^ Гучер, М.-А.; Баптиста, МА; Миранда, Дж. М. (2006). «Сейсмогенная зона Гибралтарской дуги (часть 2): ограничения на неглубокий источник плоскости разлома с падением на восток для Лиссабонского землетрясения 1755 года, предоставленные моделированием цунами и сейсмической интенсивностью». Тектонофизика . 426 (1–2): 153–166. Bibcode : 2006Tectp.426..153G. doi : 10.1016/j.tecto.2006.02.025. ISSN  0040-1951.