本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
地震是地球脆性地壳中积累的应力突然释放的结果。这种能量积累是由岩石的摩擦和变形(应变)引起的,在构造板块碰撞或接触的地方最为明显。 这解释了为什么地震带沿着北美板块西海岸分布并影响城市。
但即使在看似稳定的陆内板块内部也可能发生地震。这些板内地震通常是罕见且较弱的事件,但它们发生在较浅(小于约 50 公里)的地壳区域,并且地震波可以在大陆相对寒冷和脆性的岩石中传播很远的距离,因此这些地震可以在大面积区域被感知到(为什么弗吉尼亚地震震感范围如此广泛?)。
北美板块的内部被一个古老的、近乎垂直的断层网络“裂开”,其中一些构造带可以追溯到 2 亿年前最后一块超大陆盘古大陆的初始分裂,有些甚至超过 5 亿年。 这些旧断层可以重新激活,即使激活这些断层的机制尚未完全了解
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沉积作用或侵蚀/冰盖融化会移除或施加陆壳的负载。 就像漂浮在水面上的木板一样,地壳通过上升或下沉来响应这种重量变化,从而产生足够的应力来重新激活旧断层。
降雨或水渗透可以润滑旧裂缝并重新激活长期休眠的断层。
板内地震活动通常与地幔中上升的热柱物质的发育裂谷系统有关。
北美板块向西的横向运动在板块内部产生摩擦应力。 大型东北-西南走向的构造系统,如阿巴拉契亚山脉,正在吸收应力,直到通过突发地震事件释放出来。
尽管北美东部(与西海岸相比)地震相对稀少,但仍有各种历史事件记录在案
- 马萨诸塞州的普利茅斯在 1638 年经历了一次地震,波士顿在 1755 年(地震从新斯科舍省到南卡罗来纳州都有震感),剑桥在 1775 年。
图 1. 一本小册子描述了 1638 年至 1755 年在波士顿发生的地震。 1755 年 11 月,葡萄牙城市里斯本被强烈地震完全摧毁,该小册子声称上帝亲自阻止了像欧洲经历过的那样的惩罚。
1884 年 8 月 10 日,纽约发生了 5.0 级地震,缅因州和华盛顿特区都有震感。 纽约州在 1929 年和 1983 年再次经历了更强烈的地震。
最强烈的地震事件是 1811 年 12 月 16 日至 1812 年 2 月 7 日之间在密苏里州新马德里记录到的一系列地震,包括三次主震和超过 1500 次余震。 最强烈的震动从魁北克到新奥尔良都有震感; 它震响了波士顿的钟声,并使南卡罗来纳州的摆钟停止摆动。 据估计,这是一次 8.5* 级地震。 在震中附近,森林被夷为平地,巨大的裂缝张开,整个区域隆起或下沉,密苏里河被堵塞并改变了路径。
有记录以来最强烈的单次地震之一(估计为 7.0 级)发生在 1886 年 8 月,袭击了南卡罗来纳州的查尔斯顿市,造成 60 人死亡。
1987 年 6 月 10 日,伊利诺伊州和周边州(如爱荷华州甚至西弗吉尼亚州)感受到了 5.0 级地震。
1988 年 11 月 25 日,魁北克市(加拿大)以北 150 公里处发生 6.0 级地震,华盛顿特区有震感。
*历史地震的震级通常根据报告的破坏或历史描述估算,因此数值可能因作者和参考文献而异。 美国地质调查局给出的新马德里地震震级为 7.0 级。
而这些仅仅是一些例子。
图 2. 美国历史地震分布和地震活动/地震风险增加区域的简化地图,另请参阅区域灾害地图。
2011 年 8 月 23 日发生的 5.8 级地震也与过去的构造活动带重合。 弗吉尼亚州中部地震带自 1774 年以来经历了多次较低震级的地震,历史上最强烈的事件发生在 1879 年,震级为 5.9 级。
弗吉尼亚州的地震之后是密集的媒体和 推特报道,显然人们仍然对地震感兴趣(就像 1859 年一样)。 使用互联网,您也可以成为地震历史的一部分,甚至可以帮助研究人员更多地了解实际地震。
视频 1. 2011 年 8 月 23 日弗吉尼亚州地震后立即提及“地震”的推文:
视频 2. USArray 是一个利用地震台阵研究北美大陆地下结构的项目。 这些站点还显示了弗吉尼亚地震产生的地震波如何在整个大陆上传播,就像池塘上的波浪……或推特一样。