小斷層並不小!哈佛最新研究稱可能造成7.8級地震摧毀美國加州
一項最新研究表明,沿著美國加州洛杉磯和橙縣海岸延伸近70英里的派洛斯福德斷層(Palos Verde Fault Zone)有可能引發7.8級地震,與著名的聖安德烈亞斯斷層(San Andreas Fault)的破壞力相當,升高了加州面臨的大地震可能性。
派洛斯福德斷層位於派洛斯福德(Palos Verdes)半島下方深處。它以前被認為是一個由較小斷層組成的分段網路,但哈佛大學的科學家們仔細觀察表明,它是一個相互連接的平面裂縫系統,從聖塔蒙尼卡灣(Santa Monica Bay)延伸到丹那岬(Dana Point)。
分析確定,在許多社區以及長灘和洛杉磯港口下方存在的斷層系統具有更大的表面積,可以在同一地震事件中破裂,使其能夠發生比以前已知更強大的地震。
哈佛大學結構與經濟地質學教授約翰·肖(John H.Shaw)是這項新研究的三位作者之一,他說:「從歷史上看,這個斷層被視為一個分段斷層——很多小塊,這似乎是一個不會在一次大地震中破裂的結構。」
然而,新研究表明,該斷層是相連的,綿延68英里,在洛杉磯縣西南部、洛杉磯和長灘港口以及洛杉磯和奧蘭治縣海岸沿線運行。
這項由美國地震學會公報發表的研究還發現,派洛斯福德斷層的滑動速度比洛杉磯縣大多數活動斷裂帶的速度要快得多,每年移動1到6毫米。肖說,洛杉磯縣下有50多個活動斷層,其中大多數每年移動1毫米或更小。
肖說,隨著斷層的滑動,能量會隨著時間的推移而儲存,並補充說,累積的應變正在等待破裂,最終以地震的形式釋放出來。
科學家們發現該斷層可能會產生與聖安德烈亞斯斷層相當的地震。早些時候的估計說,斷層帶可能會產生高達7.4級的地震,但新的研究表明它可能會產生高達7.8級的地震。
差異雖然可能只是小數點後的數字,但地震的能量卻是指數級的。根據美國地質調查局,7.8級地震產生的能量是7.4級地震的四倍。
肖說,在最壞的情況下,派洛斯福德斷層引發的這場地震將結合1994年北嶺(Northridge)6.7級地震和2019年里奇克雷斯特(Ridgecrest)7.1級地震兩個最強的破壞特點。
造成57人死亡的北嶺地震發生了毀滅性的左右和上下運動,證明對建築物的破壞性特別大。沿著派洛斯福德斷層,同樣的橫向和縱向組合運動也是可能的。
里奇克雷斯特地震是沿著多條相互連接的斷層線的長時間系列地震,類似於 派洛斯福德斷層的地震。
肖在談到派洛斯福德斷層帶沿線的大地震時說:「我們看到的不是地圖上的一條線,而是可能發生在廣闊地區的系列斷裂。餘震就像倒下的多米諾骨牌。」
南加州大學地球科學教授詹姆斯·多蘭(James Dolan)審查了哈佛報告,他說這項研究是「迄今為止我們對派洛斯福德斷層系統內部結構和連通性的最詳細了解」。
此前,科學家們只能研究派洛斯福德斷層系統的一部分,該斷層系統主要在水下運行。但哈佛大學將之前的研究以及石油公司鑽井和地面感測器的信息綜合在一起創建了斷層帶的新模型。
科學家們還沒有完全了解派洛斯福德斷層帶7.8級地震的後果。但是美國地質調查局研究過如果這個斷層發生的7.3級地震的影響,可能會造成200多人死亡,並摧毀2000多座建築物。它可能會液化美國最大港口綜合體下方的人工土地,並對基礎設施造成廣泛破壞。
加州理工學院地震學家埃吉爾·豪克森(Egill Hauksson)表示,帕洛斯維德斯斷層發生 7.8 級地震將摧毀南加州。但他表示這在我們有生之年也不太可能發生。「這將是毀滅性的,但可能性很小,」豪克森說。「這不是一個非常活躍的故障。」
南加州上一次發生7.8級地震是在1857年。
派洛斯福德斷裂帶最近發生了2到3級地震,幾乎不足以讓大多數人感受到。但地震學家估計,在我們有生之年發生一場大地震似乎非常可信。
在聖安德烈亞斯斷層,科學家們發現了平均每100年發生一次大地震的證據。但是地震之間的間隔可能會有所不同:在1000年的時間裡,大地震之間的間隔有時是20年,有時是200年。
因為聖安德烈亞斯斷層是加州移動最快的斷層,每年滑動15至35毫米。科學家們將其比作以不安全速度駕駛的人——這些人最有可能發生碰撞。
聖安德烈亞斯南部斷層能夠發生 8.2 級地震。根據美國地質調查局2008年發布的地震模擬結果,聖安德烈亞斯斷層南部發生如此規模的地震,在墨西哥邊境附近的索爾頓海( Salton Sea)之間穿過棕櫚泉進入洛杉磯縣聖塔克拉塔(Santa Clarita)以北的休斯湖(Lake Hughes),可能導致1800人死亡。
在模擬的情景下,連接該地區與拉斯維加斯和鳳凰城的高速公路可能會被摧毀,洛杉磯縣大部分水源的溝渠也可能會被摧毀。通過聖貝納迪諾縣卡洪山口的輸送燃料和天然氣的脆弱管道以及架空電力線可能會爆炸,從而威脅到電網。
肖表示,新信息並不是引起恐慌的主要原因,尤其是在地震多發的加州。
「加州已經是地震的中心,大地震的危險一直存在,」他說。「這有助於我們了解這個可能發生大地震的特殊斷層系統位置。它有助於我們了解這些地震可能造成的危害,以便我們更好地為它們做好準備。