南纳帕地震:哪个断层是罪魁祸首?

这到底是怎么回事?当原本坚实的地面开始摇晃时,这几乎是我们大多数人脑海中闪过的第一个问题。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


这到底是怎么回事? 当原本坚实的地面开始摇晃时,这几乎是我们大多数人脑海中闪过的第一个问题。我们这些身处地震活跃地区或过去有幸(有时是令人怀疑的荣幸)居住在这些地区的人很快就会意识到发生了什么。是的。绝对是地震。一旦震动停止,我们很多人都会有另一个问题:“好吧,到底是哪个断层的错?”

 

6.0级地震袭击,在太平洋时间凌晨3:20剧烈震动人们时,加利福尼亚州纳帕市及周边社区肯定想要一个答案。美国地质调查局表示,震动只持续了大约10-20秒,具体取决于您离震中的距离。诚然,这听起来时间不多。但是,请坚持坐在那里,什么都不做二十秒钟。现在想象一下您所在的建筑物在颤抖和摇晃,然后感觉像过山车。想象一下东西从各处掉落,您在保持静止不动和躲避之间左右为难(记住演习:趴下、掩护、抓牢!),到处都很吵,而且您不确定这是否是大地震还是只是足够大的地震,这意味着这些可能是您在地球上的最后几秒钟……是的。那些秒可能需要几个小时


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可能需要几天时间我们才能确定哪个断层是罪魁祸首。但我们有一个主要嫌疑人。

加州大学伯克利分校和门洛帕克美国地质调查局的仪器能够快速找到震中和震源,精确到十分之一英里。太棒了!您可能会认为这会告诉我们断层,但这在那些地方并不那么简单。要理解原因,首先我们需要了解一些关于断层的一般知识。幸运的是,我的地质老师洛克伍德在本月在那个主题上发布了一些内容

我们经常将断层绘制或可视化为一条线或单个断裂。但实际上,大多数较大的断层都有多个相互交织的支线,更恰当地称为断层带。当我们绘制一个区域时,一条线通常会在地图比例上覆盖整个区域,但在地面上,与大多数地质事物一样,它比一条简单的线要复杂得多。

现在,我们仍然会谈论断层,但我们处理的更多是断层带。而圣安地列斯断层与其说是一个断层,不如说是一个断层系统:一个由相关断层组成的整个网络,都是由太平洋板块相对于大陆以极其缓慢的速度向西北方向滑动,与北美板块相互摩擦造成的。这些力量是巨大的。当应变累积到断层破裂,能量释放时,我们就能感受到它们。

 

这次地震发生在美洲峡谷西北约 6 公里(4 英里)和纳帕西南偏南 8 公里(5 英里)处,靠近圣帕布罗湾东岸。这在圣安地列斯断层系统内,并且正好位于另外两个活跃系统之间:西部的海沃德-罗杰斯溪系统和东部的康科德-格林谷系统。那里有几个断层:西纳帕断层和卡内罗斯-富兰克林断层。整个区域宽约 70 公里(44 英里)。这是一次浅源地震,意味着它发生在地下不太深的地方——仅约 11 公里(7 英里)深。它很容易被精确定位,但由于同样的原因,即沉积物,使得确定哪个断层有点困难,这也使得当地地面在发生地震时对建筑物非常危险。

当您有漂亮、酥脆、嘎吱作响的岩石时,它们会断裂。您可以清楚地看到断裂。如果您访问洛克伍德博客的链接,您将看到可能的结果之一:光滑的擦痕崖。我认为每个人都熟悉圣安地列斯断层在更南方的地表表现,但我还是给您展示一下,以防万一

这就是强大的断层穿过沙漠的样子。但这主要是岩石地面,只有少量沉积物。进一步向北进入富饶的纳帕谷,突然间您要处理纳帕河及其支流倾泻的各种沉积物,而且您还有冲积扇从山上带来更多沉积物,然后您还要考虑海湾,那里有大量的盐沼。现在考虑一下在石头上雕刻和在沙子上书写的区别。现在您明白为什么断层无法表达自身了。

因此,很难判断在所有松软的东西下面是否存在断层带,但我们确实从各种痕迹中知道那里有一个。它被命名为西纳帕断层带,美国地质调查局的地质学家对其进行了研究,并将其分为两个部分:南部称为纳帕县机场段,北部称为布朗斯谷段。有足够的证据表明它是一组西北走向的(还记得走向和倾角吗?)右旋断层。什么是右旋?基本上,这意味着无论您在断层的哪一侧,当您看着断层时,看起来另一侧都向右移动了。这是在橡树岩石路拍摄的一张很棒的照片,这是南纳帕地震造成的道路裂缝之一。那是 24 厘米(约 9.5 英寸)的位移。难怪建筑物会震动!

当然,松散沉积物上的震动更严重。您可以在家中尝试一下:这是一个相当美味的厨房地质学食谱

自从该地区上次大地震洛马普列塔地震以来,该断层带一直在监测蠕动,但没有发现。因此您可能会认为它相当安静,但美国地质调查局知道它仍然活跃,并且在早上六点,他们就确定它可能是罪魁祸首。但是,在您实地考察并获得更多确定性之前,您不会知道这些事情。借助来自加州大学戴维斯分校的迈克尔·奥斯金博士和博士生亚历克斯·莫雷兰和查德·特雷克斯勒,我们离确定性更近了一步。奥斯金博士当时在南加州,但他的学生在地震发生后不久就赶到现场并进行了测绘,他们能够确定,是的,很可能是西纳帕断层,布朗斯谷段。还记得我们之前谈到的区域而不是整洁、干净的单个断层吗?他们发现的破裂带宽度约为半公里(0.3 英里),长度为 16 公里(10 英里),最大滑动量为 25 厘米(9 英寸)。对于第一天的工作来说还不错!

未来会怎样?嗯,随着更多数据的涌入,我们可能会看到更多细节,并对我们所知道的进行调整。对于纳帕谷及周边地区的居民来说,还有清理工作、余震,以及极小的可能性,这还不是他们将要承受的最大地震。我们知道未来该地区将发生更大的地震。我们不知道会多快。我们不知道会有多大。无法准确预测会发生什么。因此,请按照规范建造房屋,改造您的建筑物,并确保您已做好准备

南纳帕地震链接

美国地质调查局事件页面。另请参阅西纳帕断层布朗斯谷段简报

Geotripper:北加州 6.0 级地震 - 湾区 25 年来最大地震来自莫德斯托的纳帕 6.0 级地震地震图

运动地质学:今日南纳帕地震,M 6.0-6.1——地质背景

Interzone 之外:Geo 730:8 月 11 日,第 588 天:真是光滑!

加州大学伯克利分校地震学博客:哪个断层是它

圣何塞水星新闻:纳帕地震:6.0 级地震后数百人受伤,数十栋建筑物被谴责

活动构造博客:2014 年 8 月 24 日 M6 级地震,旧金山湾区北部(加利福尼亚州美洲峡谷西北 6 公里)

迈克·奥斯金博士的 Twitter。他今天的整个推文流都非常精彩

克里斯·罗文在 Twitter 上:加州地震的震动图:震中震动非常强烈(破裂深度仅 10 公里)

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