Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Землетрясение в Калифорнии
Earthquake in California
Палеомагнитные данные свидетельствуют о том, что западные Трансверсные хребты сформировались в результате движения Тихоокеанской плиты на север относительно Североамериканской плиты. По мере смещения плиты на север, часть террейна, первоначально ориентированная параллельно побережью, повернулась по часовой стрелке, в результате чего приобрела восточно-западное простирание. Трансверсные хребты образуют периметр ряда впадин, начинающихся с пролива Санта-Барбара на западном конце. Двигаясь на восток, можно выделить впадину Вентура, долину Сан-Фернандо и впадину Сан-Габриэль, вдоль северной границы которых расположены активные разломы обратного сброса (Сан-Каетано, Ред-Маунтин, Санта-Сусана и Сьерра-Мадре). Зарегистрировано небольшое количество разрушительных землетрясений: три в Санта-Барбаре (1812, 1925 и 1978 годы) и два в долине Сан-Фернандо (1971 и 1994 годы). Однако другие разломы в этой области, характеризующиеся высокими скоростями смещения в четвертичный период, не приводили к возникновению крупных землетрясений.
Paleomagnetic evidence has shown that the western Transverse Ranges were formed as the Pacific Plate moved northward relative to the North American Plate. As the plate shifted to the north, a portion of the terrane that was once parallel with the coast was rotated in a clockwise manner, which left it positioned in its east–west orientation. The Transverse Ranges form the perimeter of a series of basins that begins with the Santa Barbara Channel on the west end. Moving eastward, there is the Ventura Basin, the San Fernando Valley, and the San Gabriel Basin, with active reverse faults (San Cayetano, Red Mountain, Santa Susana, and Sierra Madre) all lining the north boundary. A small number of damaging events have occurred, with three in Santa Barbara (1812, 1925, and 1978) and two in the San Fernando Valley (1971 and 1994), though other faults in the basin that have high Quaternary slip rates have not produced any large earthquakes.
Землетрясение
Землетрясение в Сан-Фернандо произошло 9 февраля 1971 года в 6:00:41 утра по тихоокеанскому стандартному времени (14:00:41 UTC) с продолжительностью сильных колебаний около 12 секунд, зафиксированных сейсмометрами, хотя общая продолжительность события, по сообщениям, составила около 60 секунд. Ряд ключевых характеристик этого землетрясения был схож с землетрясением в Нортридже 1994 года, поскольку оба были вызваны разломами сдвига в горах к северу от Лос-Анджелеса, и каждое из них имело сопоставимую магнитуду, хотя в 1994 году не было отмечено поверхностных разрывов. Ввиду того, что оба землетрясения произошли в густонаселенных городских и промышленных районах и привели к значительным экономическим потерям, каждое из них привлекло пристальное внимание со стороны органов планирования и стало предметом детального изучения в научном сообществе.
The San Fernando earthquake occurred on February 9, 1971, at 6:00:41 am Pacific Standard Time (14:00:41 UTC) with a strong ground motion duration of about 12 seconds as recorded by seismometers, although the whole event was reported to have lasted about 60 seconds. Several key attributes of the event were shared with the 1994 Northridge earthquake, considering both were brought about by thrust faults in the mountains north of Los Angeles, and each resulting earthquake being similar in magnitude, though no surface rupture occurred in 1994. Since both occurred in urban and industrial areas and resulted in significant economic impairment, each event drew critical observation from planning authorities, and has been thoroughly studied in the scientific communities.
Сильное движение
В начале 1971 года долина Сан-Фернандо стала местом расположения плотной сети сейсмометров сильных колебаний, предоставивших в общей сложности 241 сейсмограмму. Это сделало землетрясение наиболее задокументированным событием на тот момент в области сейсмологии сильных колебаний; для сравнения, землетрясение на Аляске в 1964 году не предоставило никаких записей сильных колебаний. Частично, большое количество станций, зафиксировавших событие, было обусловлено постановлением 1965 года, требовавшим оснащения трех приборами вновь построенных зданий в Беверли-Хиллз и Лос-Анджелесе высотой более шести этажей. Это положение в конечном итоге вошло в Единый строительный кодекс в качестве приложения несколько лет спустя. 175 записей были получены из этих зданий, еще 30 – с гидротехнических сооружений, а остальные – с наземных установок вблизи разломов, включая сеть приборов, расположенную поперек разлома Сан-Андреас. Прибор, установленный на плотине Пакойма, зарегистрировал пиковое горизонтальное ускорение в 1,25 g, что вдвое превышало любые ранее зарегистрированные значения при землетрясениях. Исключительно высокое ускорение было лишь частью картины, учитывая, что продолжительность и частота колебаний также играют роль в масштабе возможных разрушений. Акселерометр был установлен на бетонной платформе на гранитном гребне непосредственно над одним из устоев арочной плотины. В скалах образовались трещины, а оползень едва не затронул аппарат, однако фундамент остался неповрежденным, но был обнаружен небольшой (в полградуса) наклон прибора, предположительно вызвавший замыкание контактов горизонтального маятника. В результате, как это было расценено как счастливая случайность, прибор продолжал записывать данные в течение шести минут (пока не закончилась бумага) и предоставил ученым дополнительную информацию о 30 первоначальных афтершоках. Наибольшие разрушения наблюдались вблизи и к северу от зоны поверхностного разрыва, а также у подножия гор. Здания больниц, эстакады автомагистралей и тюрьма для несовершеннолетних Сильмар были построены на рыхлом аллювии, перекрывающей тысячи футов слабо сцементированного осадочного материала. В городе Сан-Фернандо подземные системы водоснабжения, канализации и газоснабжения получили бесчисленные повреждения, а некоторые участки были настолько разрушены, что были заброшены. Смещение грунта повредило тротуары и дороги, при этом трещины в более жестком асфальте и бетоне часто превышали ширину смещения в нижележащей почве. Интенсивные разрушения вблизи аллювия были задокументированы при исследовании последствий землетрясений в Санта-Розе в 1969 году. Полоса аналогичных интенсивных разрушений, расположенная дальше, вблизи бульвара Вентура в южной части долины, также была идентифицирована как связанная с типом почвы. Федеральные, окружные и частные больницы пострадали в различной степени, четыре крупных учреждения в долине Сан-Фернандо получили структурные повреждения, а два из них обрушились. Медицинский центр Indian Hills, медицинское здание Foothill и здание Pacoima Lutheran Professional были сильно повреждены. Также пострадали дома престарелых. Одноэтажный дом престарелых Футхилл находился очень близко к участку разлома, который вышел на поверхность и поднялся на три фута выше уровня улицы. Разрывы шли вдоль тротуара и по всей территории. Здание не использовалось и оставалось стоять. Хотя конструкция из железобетонных блоков пострадала от удара и подъема, относительно хорошие характеристики резко контрастировали с характеристиками комплексов Olive View и Veterans Hospital. Здание медицинского лечения и ухода включало подвал, который был открыт (выше уровня земли) с восточной и южной сторон, смешан (выше и ниже уровня земли) с западной стороны и ниже уровня земли с северной стороны здания, что было связано с небольшим уклоном на участке. Весь комплекс, включая четыре внешние лестницы, можно было рассматривать как пять отдельных зданий, поскольку лестничные шахты были отделены от главного здания примерно на четыре дюйма. Противосейсмическое усиление, использованное во втором-пятом этажах здания, состояло из сдвиговых стен, но редко используемая технология скользящих соединений, примененная к бетонным стенам первого этажа, не позволяла им быть частью этой системы. Повреждения здания, включая потолочные плитки, телефонное оборудование и двери лифтов, были чрезмерными в подвале и на первом этаже, а выше повреждений было мало. Различие в жесткости на втором этаже было предложено в качестве причины значительных повреждений нижних уровней. Поскольку первый этаж почти обрушился, здание отклонилось на север почти на два фута, и три из четырех бетонных лестничных шахт отделились от главного здания. До землетрясения в Сан-Фернандо за пределами западных Соединенных Штатов было установлено немного сейсмометров сильных колебаний, но по рекомендации Комитета по сейсмическим и ветровым нагрузкам, Администрация ветеранов заключила соглашение со Службой сейсмологических наблюдений (тогда связанной с NOAA) об установке приборов на всех объектах VA в зонах 2 и 3 Единого строительного кодекса. Было установлено, что в этих зонах выше вероятность возникновения сильных ускорений грунта, и был разработан план оснащения выбранных больниц VA двумя приборами. Один прибор должен был быть установлен внутри конструкции, а второй – в качестве свободно расположенного прибора на небольшом расстоянии от объекта. По состоянию на 1973 год несколько наиболее рискованных объектов (26 были завершены только в зоне 3) были завершены в Сиэтле, Мемфисе, Чарльстоне и Бостоне. Верхняя плотина была построена в 1921 году с использованием гидравлического заполнения, через три года после строительства более крупной нижней плотины, которая была изготовлена с использованием той же технологии. Инспекция нижней плотины в 1964 году привела к соглашению между штатом Калифорния и Департаментом водоснабжения и энергетики Лос-Анджелеса об установлении уровня воды в водохранилище на 10 футов ниже обычного. Поскольку обрушение плотины уменьшило ее общую высоту, решение о снижении ее емкости оказалось ценной страховкой.
In early 1971, the San Fernando Valley was the scene of a dense network of strong motion seismometers, which provided a total of 241 seismograms. This made the earthquake the most documented event, at the time, in terms of strong motion seismology; by comparison, the 1964 Alaska earthquake did not provide any strong motion records. Part of the reason there were so many stations to capture the event was a 1965 ordinance that required newly constructed buildings in Beverly Hills and Los Angeles over six stories in height to be outfitted with three of the instruments. This stipulation ultimately found its way into the Uniform Building Code as an appendix several years later. One hundred seventy five of the recordings came from these buildings, another 30 were on hydraulic structures, and the remainder were from ground based installations near faults, including an array of the units across the San Andreas Fault. The instrument that was installed at the Pacoima Dam recorded a peak horizontal acceleration of 1.25 g, a value that was twice as large as anything ever seen from an earthquake. The extraordinarily high acceleration was just one part of the picture, considering that duration and frequency of shaking also play a role in how much damage can occur. The accelerometer was mounted on a concrete platform on a granite ridge just above one of the arch dam's abutments. Cracks formed in the rocks and a rock slide came within of the apparatus, and the foundation remained undamaged, but a small (half degree) tilt of the unit was discovered that was apparently responsible for closing the horizontal pendulum contacts. As a result of what was considered a fortunate accident, the machine kept recording for six minutes (until it ran out of paper) and provided scientists with additional data on 30 of the initial aftershocks. The damage was greatest near and well north of the surface faulting, and at the foot of the mountains. The hospital buildings, the freeway overpasses, and the Sylmar Juvenile Hall were on coarse alluvium that overlay thousands of feet of loosely consolidated sedimentary material. In the city of San Fernando, underground water, sewer, and gas systems suffered breaks too numerous to count, and some sections were so badly damaged that they were abandoned. Ground displacement damaged sidewalks and roads, with cracks in the more rigid asphalt and concrete often exceeding the width of the shift in the underlying soil. Accentuated damage near alluvium had been documented during the investigation of the effects of the 1969 Santa Rosa earthquakes. A band of similarly intense damage further away near Ventura Boulevard at the southern end of the valley was also identified as having been related to soil type. Federal, county, and private hospitals suffered varying degrees of damage, with four major facilities in the San Fernando Valley suffering structural damage, and two of those collapsing. The Indian Hills Medical Center, the Foothill Medical Building, and the Pacoima Lutheran Professional building were heavily damaged. Nursing homes also were affected. The one story Foothill Nursing Home sat very close to a section of the fault that broke the surface and was raised up three feet higher than the street. Scarps ran along the sidewalk and across the property. The building was not in use and remained standing. Though the reinforced concrete block structure was afflicted by the shock and uplift, the relatively good performance was in stark contrast to that of the Olive View and Veterans Hospital complexes. The Medical Treatment and Care Building included a basement that was exposed (above grade) on the east and south sides, mixed (above and below grade) on the west side, and below grade on the north side of the building, the variation being due to the shallow slope at the site. The complete structure, including the four external staircases, could be considered five separate buildings, because the stair towers were detached from the main building by about four inches. Earthquake bracing used in the building's second through fifth floors consisted of shear walls, but a rarely used slip joint technique used with the concrete walls at the first floor kept them from being part of that system. Damage to the building, including ceiling tiles, telephone equipment, and elevator doors, was excessive at the basement and the first floor, with little damage further up. The difference in rigidity at the second floor was proposed as a cause of the considerable damage to the lower levels. Because the first floor almost collapsed, the building was leaning to the north by almost two feet, and three of the four concrete stair towers fell away from the main building. Few strong motion seismometer installations were present outside of the western United States prior to the San Fernando earthquake but, upon a recommendation by the Earthquake and Wind Forces Committee, the Veterans Administration entered into an agreement with the Seismological Field Service (then associated with NOAA) to install the instruments at all VA sites in Uniform Building Code zones two and three. It had been established that these zones had a higher likelihood of experiencing strong ground acceleration, and the plan was made to furnish the selected VA hospitals with two instruments. One unit would be installed within the structure and the second would be set up as a free field unit located a short distance away from the facility. As of 1973, a few of the highest risk (26 were completed in zone 3 alone) sites that had been completed were in Seattle, Memphis, Charleston, and Boston. The upper dam was constructed in 1921 with the hydraulic fill process, three years after the larger lower dam, which was fabricated using the same style. An inspection of the lower dam in 1964 paved the way towards an arrangement between the State of California and the Los Angeles Department of Water and Power that would maintain the reservoir's water level that was reduced 10 feet lower than was typical. Since the collapse of the dam lowered its overall height, the decision to reduce its capacity proved to be a valuable bit of insurance.