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8月23日,就在东部时间下午 2 点之前,北美洲大陆的整个东半部摇晃了几下。 从安大略省北部到佐治亚州南部,再到俄亥俄州西部和田纳西州内陆,震中位于弗吉尼亚州矿物城的 5.8 级地震波及范围很广。
但是,美国西部威力更大的地震很少能让震感超出附近区域。洛杉矶的地震不太可能影响旧金山,而华盛顿特区的地震却能使波士顿响起警钟。与此同时,自阿巴拉契亚山脉开始隆起(超过 2.5 亿年前)以来,北美洲东部一直没有处于地震活跃的构造板块边缘,现在它距任何此类边缘都有数百公里之遥。那么,弗吉尼亚州为何会有一个地震活跃带呢?
为了找出东海岸地震传播良好的原因,以及该地区为何被不应有地认为对地震免疫的原因,大众科学采访了美国地质调查局的地球物理学家朱莉·达顿。
[以下是采访的编辑稿。]
为什么美国东部的地震传播如此之远?
这与基本的地球结构有关。在西海岸,您会发现很多变形——裂缝、断裂、断层——当发生地震时,大部分能量都会消散。由于能量必须穿过许多不同的岩层和结构,这些结构比较松散,因此震感不会传播得那么远。
在东海岸,您会发现凝结的古老岩石,当发生地震时,能量可以非常平稳且容易地长距离传递,因为没有太多东西会扰乱能量路径。
东海岸的岩石是由什么构成的?
它是更坚硬的基岩,因此当发生地震时,能量更容易从一个地方传递到另一个地方。
但是西海岸看起来很松脆且破碎,因此容易震动。
对于那种松脆、破碎的地壳,地震能量会在地壳从一个区域移动到另一个区域的过程中损失掉。能量会撞击断层,并且一些能量会在断层中损失掉。与拥有地球只是一个大岩石的固体块状结构相比,能量损失得更快。
但是东海岸仍然存在断层。为什么它们不会消散能量?
您正在处理的是更古老的岩石。它是克拉通 [构造板块中心的古老、坚固、相对稳定的岩石区域] 的一部分,没有被破坏那么多。有很多小断层。
像这次地震这样的那些小断层是什么的残余? 为什么它们在经历了这么长时间后仍在滑动?
岩石仍然在应对应力和应变。整个大陆仍在移动,不仅仅是在板块边界。它只是在数千年内积聚应力,并且不允许断裂——然后您可能会发生更大的地震。
在这个区域,弗吉尼亚地震带,它在两个方向上都有 120 公里宽,它只是大陆地壳的一部分,比其他一些区域具有更多的应力和应变。究竟是什么原因尚不完全清楚。
那么这次地震可以归因于什么?
我们在东海岸经常发生地震,比人们意识到的更频繁。整个东部地区都有断层,这些断层确实会导致地震。只是需要更大的地震才能引起人们的注意。
在这种情况下,它与日本的东北地震或其他地震无关。很久以前,该地区就形成了山脉,但仍然存在应力和应变。我们不完全知道哪个断层是罪魁祸首 [尽管主要的候选断层是附近的湖畔断层和斯波特西瓦尼亚断层]。这将是需要广泛调查的事情。这是一个容易发生地震的地区,未来我们可能会看到更多地震。
但是像这次地震一样大的地震是相对低概率事件吗?
弗吉尼亚地震带以地震而闻名,但发生如此规模的地震非常罕见。这不是人们为之做好准备的事情,因为在最近的历史中,它没有发生过。但这并不意味着它过去没有发生过。
这次地震会震动该地区的其他断层,从而引发更多地震吗?
对于某些地震来说,这是一种可能性。有些地震会完全释放一个区域的应力,然后它就会处于平衡状态。但有时您会发生地震,它会在不同的区域积聚应力,因为该区域不允许能量释放。这两种情况都有可能发生。
要弄清楚应力究竟是如何传递的,这是一件非常困难的事情。它是被锁定在其他地方,还是所有的应力和应变都处于平衡状态?
那么我们对未来有什么期望呢?
我们到处都会经历像这次一样不寻常的地震。对于弗吉尼亚州来说这很奇怪,但对于我们来说,看到一些我们没有预料到的事情并不奇怪。我们发生了一次大地震,但再次发生地震的可能性非常小。它不会增加该地区的地震活动。很可能这是一个孤立事件,您可能在未来不会再次看到它。但你永远不知道。