弗吉尼亞地震為何震感範圍如此之廣?

北美洲東部發生地震並不罕見,當發生大地震時,震感會非常廣泛


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8月23日,就在東部時間下午 2 點之前,北美洲大陸的整個東半部搖晃了幾下。 從安大略省北部到佐治亞州南部,再到俄亥俄州西部和田納西州內陸,震中位於弗吉尼亞州礦物城的 5.8 級地震波及範圍很廣。

但是,美國西部威力更大的地震很少能讓震感超出附近區域。洛杉磯的地震不太可能影響舊金山,而華盛頓特區的地震卻能使波士頓響起警鐘。與此同時,自阿巴拉契亞山脈開始隆起(超過 2.5 億年前)以來,北美洲東部一直沒有處於地震活躍的構造板塊邊緣,現在它距任何此類邊緣都有數百公里之遙。那麼,弗吉尼亞州為何會有一個地震活躍帶呢?

為了找出東海岸地震傳播良好的原因,以及該地區為何被不應有地認為對地震免疫的原因,大眾科學採訪了美國地質調查局的地球物理學家朱莉·達頓。

[以下是採訪的編輯稿。]

為什麼美國東部的地震傳播如此之遠?
這與基本的地球結構有關。在西海岸,您會發現很多變形——裂縫、斷裂、斷層——當發生地震時,大部分能量都會消散。由於能量必須穿過許多不同的岩層和結構,這些結構比較鬆散,因此震感不會傳播得那麼遠。

在東海岸,您會發現凝結的古老岩石,當發生地震時,能量可以非常平穩且容易地長距離傳遞,因為沒有太多東西會擾亂能量路徑。
東海岸的岩石是由什麼構成的?
它是更堅硬的基岩,因此當發生地震時,能量更容易從一個地方傳遞到另一個地方。

但是西海岸看起來很鬆脆且破碎,因此容易震動。
對於那種鬆脆、破碎的地殼,地震能量會在地殼從一個區域移動到另一個區域的過程中損失掉。能量會撞擊斷層,並且一些能量會在斷層中損失掉。與擁有地球只是一個大岩石的固體塊狀結構相比,能量損失得更快。
但是東海岸仍然存在斷層。為什麼它們不會消散能量?
您正在處理的是更古老的岩石。它是克拉通 [構造板塊中心的古老、堅固、相對穩定的岩石區域] 的一部分,沒有被破壞那麼多。有很多小斷層。

像這次地震這樣的那些小斷層是什麼的殘餘? 為什麼它們在經歷了這麼長時間後仍在滑動?
岩石仍然在應對應力和應變。整個大陸仍在移動,不僅僅是在板塊邊界。它只是在數千年內積聚應力,並且不允許斷裂——然後您可能會發生更大的地震。

在這個區域,弗吉尼亞地震帶,它在兩個方向上都有 120 公里寬,它只是大陸地殼的一部分,比其他一些區域具有更多的應力和應變。究竟是什麼原因尚不完全清楚。

那麼這次地震可以歸因於什麼?
我們在東海岸經常發生地震,比人們意識到的更頻繁。整個東部地區都有斷層,這些斷層確實會導致地震。只是需要更大的地震才能引起人們的注意。

在這種情況下,它與日本的東北地震或其他地震無關。很久以前,該地區就形成了山脈,但仍然存在應力和應變。我們不完全知道哪個斷層是罪魁禍首 [儘管主要的候選斷層是附近的湖畔斷層和斯波特西瓦尼亞斷層]。這將是需要廣泛調查的事情。這是一個容易發生地震的地區,未來我們可能會看到更多地震。

但是像這次地震一樣大的地震是相對低機率事件嗎?
弗吉尼亞地震帶以地震而聞名,但發生如此規模的地震非常罕見。這不是人們為之做好準備的事情,因為在最近的歷史中,它沒有發生過。但這並不意味著它過去沒有發生過。

這次地震會震動該地區的其他斷層,從而引發更多地震嗎?
對於某些地震來說,這是一種可能性。有些地震會完全釋放一個區域的應力,然後它就會處於平衡狀態。但有時您會發生地震,它會在不同的區域積聚應力,因為該區域不允許能量釋放。這兩種情況都有可能發生。

要弄清楚應力究竟是如何傳遞的,這是一件非常困難的事情。它是被鎖定在其他地方,還是所有的應力和應變都處於平衡狀態?

那麼我們對未來有什麼期望呢?
我們到處都會經歷像這次一樣不尋常的地震。對於弗吉尼亞州來說這很奇怪,但對於我們來說,看到一些我們沒有預料到的事情並不奇怪。我們發生了一次大地震,但再次發生地震的可能性非常小。它不會增加該地區的地震活動。很可能這是一個孤立事件,您可能在未來不會再次看到它。但你永遠不知道。

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