小断层并不小!哈佛最新研究称可能造成7.8级地震摧毁美国加州
一项最新研究表明,沿着美国加州洛杉矶和橙县海岸延伸近70英里的派洛斯福德断层(Palos Verde Fault Zone)有可能引发7.8级地震,与著名的圣安德烈亚斯断层(San Andreas Fault)的破坏力相当,升高了加州面临的大地震可能性。
派洛斯福德断层位于派洛斯福德(Palos Verdes)半岛下方深处。它以前被认为是一个由较小断层组成的分段网络,但哈佛大学的科学家们仔细观察表明,它是一个相互连接的平面裂缝系统,从圣塔蒙尼卡湾(Santa Monica Bay)延伸到丹那岬(Dana Point)。
分析确定,在许多社区以及长滩和洛杉矶港口下方存在的断层系统具有更大的表面积,可以在同一地震事件中破裂,使其能够发生比以前已知更强大的地震。
哈佛大学结构与经济地质学教授约翰·肖(John H.Shaw)是这项新研究的三位作者之一,他说:“从历史上看,这个断层被视为一个分段断层——很多小块,这似乎是一个不会在一次大地震中破裂的结构。”
然而,新研究表明,该断层是相连的,绵延68英里,在洛杉矶县西南部、洛杉矶和长滩港口以及洛杉矶和奥兰治县海岸沿线运行。
这项由美国地震学会公报发表的研究还发现,派洛斯福德断层的滑动速度比洛杉矶县大多数活动断裂带的速度要快得多,每年移动1到6毫米。肖说,洛杉矶县下有50多个活动断层,其中大多数每年移动1毫米或更小。
肖说,随着断层的滑动,能量会随着时间的推移而储存,并补充说,累积的应变正在等待破裂,最终以地震的形式释放出来。
科学家们发现该断层可能会产生与圣安德烈亚斯断层相当的地震。早些时候的估计说,断层带可能会产生高达7.4级的地震,但新的研究表明它可能会产生高达7.8级的地震。
差异虽然可能只是小数点后的数字,但地震的能量却是指数级的。根据美国地质调查局,7.8级地震产生的能量是7.4级地震的四倍。
肖说,在最坏的情况下,派洛斯福德断层引发的这场地震将结合1994年北岭(Northridge)6.7级地震和2019年里奇克雷斯特(Ridgecrest)7.1级地震两个最强的破坏特点。
造成57人死亡的北岭地震发生了毁灭性的左右和上下运动,证明对建筑物的破坏性特别大。沿着派洛斯福德断层,同样的横向和纵向组合运动也是可能的。
里奇克雷斯特地震是沿着多条相互连接的断层线的长时间系列地震,类似于 派洛斯福德断层的地震。
肖在谈到派洛斯福德断层带沿线的大地震时说:“我们看到的不是地图上的一条线,而是可能发生在广阔地区的系列断裂。余震就像倒下的多米诺骨牌。”
南加州大学地球科学教授詹姆斯·多兰(James Dolan)审查了哈佛报告,他说这项研究是“迄今为止我们对派洛斯福德断层系统内部结构和连通性的最详细了解”。
此前,科学家们只能研究派洛斯福德断层系统的一部分,该断层系统主要在水下运行。但哈佛大学将之前的研究以及石油公司钻井和地面传感器的信息综合在一起创建了断层带的新模型。
科学家们还没有完全了解派洛斯福德断层带7.8级地震的后果。但是美国地质调查局研究过如果这个断层发生的7.3级地震的影响,可能会造成200多人死亡,并摧毁2000多座建筑物。它可能会液化美国最大港口综合体下方的人工土地,并对基础设施造成广泛破坏。
加州理工学院地震学家埃吉尔·豪克森(Egill Hauksson)表示,帕洛斯维德斯断层发生 7.8 级地震将摧毁南加州。但他表示这在我们有生之年也不太可能发生。“这将是毁灭性的,但可能性很小,”豪克森说。“这不是一个非常活跃的故障。”
南加州上一次发生7.8级地震是在1857年。
派洛斯福德断裂带最近发生了2到3级地震,几乎不足以让大多数人感受到。但地震学家估计,在我们有生之年发生一场大地震似乎非常可信。
在圣安德烈亚斯断层,科学家们发现了平均每100年发生一次大地震的证据。但是地震之间的间隔可能会有所不同:在1000年的时间里,大地震之间的间隔有时是20年,有时是200年。
因为圣安德烈亚斯断层是加州移动最快的断层,每年滑动15至35毫米。科学家们将其比作以不安全速度驾驶的人——这些人最有可能发生碰撞。
圣安德烈亚斯南部断层能够发生 8.2 级地震。根据美国地质调查局2008年发布的地震模拟结果,圣安德烈亚斯断层南部发生如此规模的地震,在墨西哥边境附近的索尔顿海( Salton Sea)之间穿过棕榈泉进入洛杉矶县圣塔克拉塔(Santa Clarita)以北的休斯湖(Lake Hughes),可能导致1800人死亡。
在模拟的情景下,连接该地区与拉斯维加斯和凤凰城的高速公路可能会被摧毁,洛杉矶县大部分水源的沟渠也可能会被摧毁。通过圣贝纳迪诺县卡洪山口的输送燃料和天然气的脆弱管道以及架空电力线可能会爆炸,从而威胁到电网。
肖表示,新信息并不是引起恐慌的主要原因,尤其是在地震多发的加州。
“加州已经是地震的中心,大地震的危险一直存在,”他说。“这有助于我们了解这个可能发生大地震的特殊断层系统位置。它有助于我们了解这些地震可能造成的危害,以便我们更好地为它们做好准备。