本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
這到底是怎麼回事? 當原本堅實的地面開始搖晃時,這幾乎是我們大多數人腦海中閃過的第一個問題。我們這些身處地震活躍地區或過去有幸(有時是令人懷疑的榮幸)居住在這些地區的人很快就會意識到發生了什麼。是的。絕對是地震。一旦震動停止,我們很多人都會有另一個問題:“好吧,到底是哪個斷層的錯?”
當6.0級地震襲擊,在太平洋時間凌晨3:20劇烈震動人們時,加利福尼亞州納帕市及周邊社群肯定想要一個答案。美國地質調查局表示,震動只持續了大約10-20秒,具體取決於您離震中的距離。誠然,這聽起來時間不多。但是,請堅持坐在那裡,什麼都不做二十秒鐘。現在想象一下您所在的建築物在顫抖和搖晃,然後感覺像過山車。想象一下東西從各處掉落,您在保持靜止不動和躲避之間左右為難(記住演習:趴下、掩護、抓牢!),到處都很吵,而且您不確定這是否是大地震還是隻是足夠大的地震,這意味著這些可能是您在地球上的最後幾秒鐘……是的。那些秒可能需要幾個小時。
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可能需要幾天時間我們才能確定哪個斷層是罪魁禍首。但我們有一個主要嫌疑人。
加州大學伯克利分校和門洛帕克美國地質調查局的儀器能夠快速找到震中和震源,精確到十分之一英里。太棒了!您可能會認為這會告訴我們斷層,但這在那些地方並不那麼簡單。要理解原因,首先我們需要了解一些關於斷層的一般知識。幸運的是,我的地質老師洛克伍德在本月在那個主題上釋出了一些內容
我們經常將斷層繪製或視覺化為一條線或單個斷裂。但實際上,大多數較大的斷層都有多個相互交織的支線,更恰當地稱為斷層帶。當我們繪製一個區域時,一條線通常會在地圖比例上覆蓋整個區域,但在地面上,與大多數地質事物一樣,它比一條簡單的線要複雜得多。
現在,我們仍然會談論斷層,但我們處理的更多是斷層帶。而聖安地列斯斷層與其說是一個斷層,不如說是一個斷層系統:一個由相關斷層組成的整個網路,都是由太平洋板塊相對於大陸以極其緩慢的速度向西北方向滑動,與北美板塊相互摩擦造成的。這些力量是巨大的。當應變累積到斷層破裂,能量釋放時,我們就能感受到它們。
這次地震發生在美洲峽谷西北約 6 公里(4 英里)和納帕西南偏南 8 公里(5 英里)處,靠近聖帕布羅灣東岸。這在聖安地列斯斷層系統內,並且正好位於另外兩個活躍系統之間:西部的海沃德-羅傑斯溪系統和東部的康科德-格林谷系統。那裡有幾個斷層:西納帕斷層和卡內羅斯-富蘭克林斷層。整個區域寬約 70 公里(44 英里)。這是一次淺源地震,意味著它發生在地下不太深的地方——僅約 11 公里(7 英里)深。它很容易被精確定位,但由於同樣的原因,即沉積物,使得確定哪個斷層有點困難,這也使得當地地面在發生地震時對建築物非常危險。
當您有漂亮、酥脆、嘎吱作響的岩石時,它們會斷裂。您可以清楚地看到斷裂。如果您訪問洛克伍德部落格的連結,您將看到可能的結果之一:光滑的擦痕崖。我認為每個人都熟悉聖安地列斯斷層在更南方的地表表現,但我還是給您展示一下,以防萬一
這就是強大的斷層穿過沙漠的樣子。但這主要是岩石地面,只有少量沉積物。進一步向北進入富饒的納帕谷,突然間您要處理納帕河及其支流傾瀉的各種沉積物,而且您還有沖積扇從山上帶來更多沉積物,然後您還要考慮海灣,那裡有大量的鹽沼。現在考慮一下在石頭上雕刻和在沙子上書寫的區別。現在您明白為什麼斷層無法表達自身了。
因此,很難判斷在所有鬆軟的東西下面是否存在斷層帶,但我們確實從各種痕跡中知道那裡有一個。它被命名為西納帕斷層帶,美國地質調查局的地質學家對其進行了研究,並將其分為兩個部分:南部稱為納帕縣機場段,北部稱為布朗斯谷段。有足夠的證據表明它是一組西北走向的(還記得走向和傾角嗎?)右旋斷層。什麼是右旋?基本上,這意味著無論您在斷層的哪一側,當您看著斷層時,看起來另一側都向右移動了。這是在橡樹岩石路拍攝的一張很棒的照片,這是南納帕地震造成的道路裂縫之一。那是 24 釐米(約 9.5 英寸)的位移。難怪建築物會震動!
當然,鬆散沉積物上的震動更嚴重。您可以在家中嘗試一下:這是一個相當美味的廚房地質學食譜。
自從該地區上次大地震洛馬普列塔地震以來,該斷層帶一直在監測蠕動,但沒有發現。因此您可能會認為它相當安靜,但美國地質調查局知道它仍然活躍,並且在早上六點,他們就確定它可能是罪魁禍首。但是,在您實地考察並獲得更多確定性之前,您不會知道這些事情。藉助來自加州大學戴維斯分校的邁克爾·奧斯金博士和博士生亞歷克斯·莫雷蘭和查德·特雷克斯勒,我們離確定性更近了一步。奧斯金博士當時在南加州,但他的學生在地震發生後不久就趕到現場並進行了測繪,他們能夠確定,是的,很可能是西納帕斷層,布朗斯谷段。還記得我們之前談到的區域而不是整潔、乾淨的單個斷層嗎?他們發現的破裂頻寬度約為半公里(0.3 英里),長度為 16 公里(10 英里),最大滑動量為 25 釐米(9 英寸)。對於第一天的工作來說還不錯!
未來會怎樣?嗯,隨著更多資料的湧入,我們可能會看到更多細節,並對我們所知道的進行調整。對於納帕谷及周邊地區的居民來說,還有清理工作、餘震,以及極小的可能性,這還不是他們將要承受的最大地震。我們知道未來該地區將發生更大的地震。我們不知道會多快。我們不知道會有多大。無法準確預測會發生什麼。因此,請按照規範建造房屋,改造您的建築物,並確保您已做好準備!
南納帕地震連結
美國地質調查局事件頁面。另請參閱西納帕斷層布朗斯谷段簡報。
Geotripper:北加州 6.0 級地震 - 灣區 25 年來最大地震和來自莫德斯托的納帕 6.0 級地震地震圖。
運動地質學:今日南納帕地震,M 6.0-6.1——地質背景。
Interzone 之外:Geo 730:8 月 11 日,第 588 天:真是光滑!
加州大學伯克利分校地震學部落格:哪個斷層是它?
聖何塞水星新聞:納帕地震:6.0 級地震後數百人受傷,數十棟建築物被譴責。
活動構造部落格:2014 年 8 月 24 日 M6 級地震,舊金山灣區北部(加利福尼亞州美洲峽谷西北 6 公里)
邁克·奧斯金博士的 Twitter。他今天的整個推文流都非常精彩。
克里斯·羅文在 Twitter 上:加州地震的震動圖:震中震動非常強烈(破裂深度僅 10 公里)。