Жер сілкінісінің ежелгі зерттеулері

Кіріспе

Өткендегі жер сілкіністерін зерттеу

Палеосейсмология ежелгі жер сілкіністерінің белгілерін табу үшін геологиялық шөгінділер мен тау жыныстарын зерттейді. Ол сейсмикалық бақылауды толықтыруға және сейсмикалық қауіпті есептеуге пайдаланылады. Палеосейсмология көбінесе соңғы мыңдаған жылдар бойы үнемі шөгінділер қалыптасатын геологиялық жағдайлармен – батпақтар, көлдер, өзен арналары және жағалаулармен – шектеледі. Типик мысал ретінде, белсенді шөгінді қалыптасатын жерде траншея қазылады. Траншея қабырғаларында итеру сынығының (thrust faulting) белгілерін көруге болады. Әрбір сынықтың салыстырмалы жасын қималар арқылы анықтау қажеттігі туындайды. Сынықтарды абсолютті түрде даралауға болады, егер оларда дараланатын көміртегі немесе адам жасаған заттар болса. Палеосейсмология әдістерін қолдану арқылы көптеген маңызды жаңалықтар ашылды. Мысалы, көптеген ұсақ жер сілкіністері Сан-Андреас сынығы сияқты ірі сынықтың кернеуін «босатуға» және ірі жер сілкінісінің ықтималдығын азайтуға қабілетті деген жалған түсінік бар. Бірақ қазіргі таңда (палеосейсмологияны пайдалану арқылы) сынықтың барлық қозғалысы өте ірі жер сілкіністерімен байланысты екені белгілі болды. Бұл сейсмикалық оқиғалардың барлығы (момент шамасы 8-ден жоғары) шөгінділерде белгілі бір із қалдырады. Тағы бір танымал мысал – Тынық мұхитының солтүстік-батысындағы мега-жер сілкіністері. Бұл аймақта сейсмикалық қауіп төмен деп ұзақ уақыт бойы ойланды, себебі салыстырмалы түрде аз заманауи жер сілкіністері тіркелді. Каскадияның субдукциялық аймағының қауіпсіз сырғанап жатқанына сендірілді. Алайда, бұл сенімділік палеосейсмологиялық зерттеулермен, сондай-ақ тарихи цунами жазбаларымен бірге, өте ірі жер сілкіністерінің (соңғысы 1700 жылы болған) дәлелдерін көрсету арқылы жойылды. Шындығында, Британ Колумбиясы, Вашингтон, Орегон және Солтүстік Калифорния астындағы субдукциялық аймақ өте қалыпты, бірақ ұзақ мерзімді перспективада өте қауіпті, жағалауда бірнеше жүз фут биіктіктегі цунамилерді тудыруға қабілетті. Бұл теңіз түбінің батып, жағалау топырағына қысым түсіруінен туындайды. Периодты түрде сырғу орын алып, жағалаудың биіктігі төмендеп, батысқа қарай жылжуға және Тынық мұхитының орталық және шығыс бөліктерінде цунамиға әкеледі (бірнеше сағаттық ескертумен), сондай-ақ жағалауға судың кері ағынына, тұрғындардың қашуына уақыт қалдырмайды.

Paleoseismology looks at geologic sediments and rocks, for signs of ancient earthquakes. It is used to supplement seismic monitoring, for the calculation of seismic hazard. Paleoseismology is usually restricted to geologic regimes that have undergone continuous sediment creation for the last few thousand years, such as swamps, lakes, river beds and shorelines. In this typical example, a trench is dug in an active sedimentation regime. Evidence of thrust faulting can be seen in the walls of the trench. It becomes a matter of deducting the relative age of each fault, by cross cutting patterns. The faults can be dated in absolute terms, if there is dateable carbon, or human artifacts. Many notable discoveries have been made using the techniques of paleoseismology. For example, there is a common misconception that having many smaller earthquakes can somehow 'relieve' a major fault such as the San Andreas Fault, and reduce the chance of a major earthquake. It is now known (using paleoseismology) that nearly all the movement of the fault takes place with extremely large earthquakes. All of these seismic events (with a moment magnitude of over 8), leave some sort of trace in the sedimentation record. Another famous example involves the megathrust earthquakes of the Pacific Northwest. It was thought for some time that there was low seismic hazard in the region because relatively few modern earthquakes have been recorded. It was thought that the Cascadia subduction zone was merely sliding in a benign manner. All of these comforting notions were shattered by paleoseismology studies showing evidence of extremely large earthquakes (the most recent being in 1700), along with historical tsunami records. In effect, the subduction zone under British Columbia, Washington, Oregon, and far northern California, is perfectly normal, being extremely hazardous in the long term, with the capability of generating coastal tsunamis of several hundred feet in height at the coast. These are caused by the interface between the subducted sea floor stressing the overlaying coastal soils in compression. Periodically a slip will occur which causes the coastal portion to reduce in elevation and thrust toward the west, leading to tsunamis in the central and eastern north Pacific Ocean (with several hours of warning) and a reflux of water toward the coastal shore, with little time for residents to escape.

Палеосейсмикалық қазбалау

Палеосейсмикалық зерттеулер көбінесе траншеялық зерттеулер арқылы жүргізіледі, онда траншея қазылып, геолог тау жыныстары қабаттарының геологиялық сипаттамаларын тіркейді. Траншеялық зерттеулер сейсмикалық жағынан белсенді аймақтарда, мысалы Калифорнияның көптеген бөліктерінде ерекше маңызды.