Введение
Сходящаяся граница плит, простирающаяся от северного острова Ванкувер до Северной Калифорнии.
Зона субдукции Каскадии – это разлом на сходящейся границе плит, расположенный примерно у тихоокеанского побережья и простирающийся от северного острова Ванкувер в Канаде до Северной Калифорнии в Соединенных Штатах. Она способна вызывать землетрясения магнитудой 9,0 и выше, а также цунами. Департамент по чрезвычайным ситуациям штата Орегон оценивает, что колебания почвы вдоль побережья могут продолжаться 5–7 минут, при этом сила и интенсивность будут уменьшаться по мере удаления от эпицентра. Это очень протяженная, наклонная зона субдукции, где плиты Explorer, Juan de Fuca и Gorda движутся на восток и погружаются под гораздо более крупную, преимущественно континентальную, Североамериканскую плиту. Зона меняет свою ширину и находится вблизи берега, начиная от мыса Мендосино в Северной Калифорнии, проходя через Орегон и Вашингтон, и заканчиваясь в районе острова Ванкувер в Британской Колумбии. Крупными городами, которые могут пострадать от землетрясения в этой зоне субдукции, являются Ванкувер и Виктория (Британская Колумбия), Сиэтл (Вашингтон) и Портленд (Орегон).
Традиция
Нет письменных свидетельств о землетрясении в Каскадии 1700 года. Устные предания, передаваемые в районе Олимпийского полуострова, повествуют об эпической битве между громовой птицей и китом. В 2005 году сейсмолог Рут Людвин начала собирать и анализировать рассказы различных групп коренных народов. Сообщения от народа Хуу-аят первоначально указывали на то, что они погибли медленно из-за постепенного повышения уровня моря, однако более детальное изучение выявило иную картину: земля опустилась на два метра во время землетрясения. В 1980-х годах геофизики Том Хитон и Хироо Канамори из Калифорнийского технологического института сравнили относительно спокойную Каскадию с более активными зонами субдукции в других частях Тихоокеанского огненного кольца. Они обнаружили сходство с разломами в Чили, Аляске и в японской Нанкайской впадине – регионах, известных своими мега-толчковыми землетрясениями, что в то время вызвало скептицизм у других геофизиков.
Сирота цунами
Исследование, опубликованное в 1996 году сейсмологом Кенджи Сатаке, дополнило исследования Атвотер и др. данными о цунами в бассейне Тихого океана. Плита Хуана де Фука движется к континенту и в конечном итоге поддвигается под него (Североамериканская плита). Эта зона разделяет плиты Хуана де Фука, Эксплорера, Горды и Североамериканскую плиту. Здесь океаническая кора Тихого океана погружается под континент около 200 миллионов лет, и в настоящее время это происходит со скоростью примерно 40 мм/год. Зона субдукции Каскадиа простирается от тройных пересечений на своих северном и южном концах. На севере, чуть южнее островов Хайда-Гвайи, она пересекает разлом королевы Шарлотты и хребет Эксплорера. На юге, у мыса Мендосино в Калифорнии, она пересекает разлом Сан-Андреас и зону разлома Мендосино в тройном пересечении Мендосино.
Недавняя сейсмичность
В зонах субдукции происходят различные типы землетрясений (или сейсмичности), включая медленные землетрясения, мегатростные землетрясения, межпластинчатые землетрясения и внутрипластинчатые землетрясения. В отличие от других субдукционных зон на Земле, Каскадия в настоящее время испытывает низкий уровень сейсмичности и не генерировала мегатростное землетрясение с 26 января 1700 года. Несмотря на низкий уровень сейсмичности по сравнению с другими субдукционными зонами, в Каскадии происходят различные типы землетрясений, которые регистрируются сейсмо- и геодезическими приборами, такими как сейсмометры и приемники GNSS. Тремор, тип медленного скольжения по разлому, происходит почти по всей длине Каскадии с регулярными интервалами в 13–16 месяцев. Тремор возникает глубже на субдукционном интерфейсе, чем в заблокированной зоне, где происходят мегатростные землетрясения. Глубина очагов тремора вдоль субдукционного интерфейса в Каскадии колеблется от 28 до 45 км, и движение настолько медленное, что не ощущается на поверхности людьми или животными, но может быть измерено геодезически. Наибольшая плотность активности тремора в Каскадии наблюдается от северного Вашингтона до южного острова Ванкувер и в северной Калифорнии. Землетрясение 1700 года вызвало 3-метровый подъем суши и 4,5-метровое цунами. Значительное количество межпластинчатых землетрясений также происходит в северной Калифорнии. Внутрипластинчатые землетрясения, часто связанные с напряжениями внутри субдуцирующей плиты в зонах конвергенции, наиболее часто происходят в северной Каскадии вдоль западного побережья острова Ванкувер и в Пьюджет-Саунде, а также в южной Каскадии в пределах субдуцирующей плиты Горда, вблизи тройного соединения Мендосино у побережья северной Калифорнии. Землетрясение в Олимпии 1949 года было разрушительным землетрясением магнитудой 6,7, которое произошло на глубине 52 км и привело к 8 смертям. Другим заметным внутрипластинчатым землетрясением в регионе Пьюджет-Саунд было землетрясение магнитудой 6,8 в Нисквалли в 2001 году. Внутрипластинчатые землетрясения в Каскадии происходят в районах, где субдуцирующая плита имеет высокую кривизну.
Последствия землетрясения
Мегатолчковые землетрясения – самые мощные из известных, их магнитуда может превышать 9.0, что высвобождает в 1000 раз больше энергии, чем при магнитуде 7.0, и в 1 миллион раз больше, чем при магнитуде 5.0. Они происходят, когда в "заблокированной" зоне разлома накапливается достаточно энергии (напряжения) для возникновения разрыва. Магнитуда мегатолчкового землетрясения пропорциональна длине разрыва вдоль разлома. Каскадийская зона субдукции, формирующая границу между плитами Хуана-де-Фука и Североамериканской, представляет собой очень протяженный наклонный разлом, простирающийся от середины острова Ванкувер до Северной Калифорнии. В 1999 году сеть станций системы непрерывного глобального позиционирования зафиксировала кратковременное изменение движения примерно на 2 сантиметра (0,8 дюйма) в области площадью 50 x 300 километров. Это движение эквивалентно землетрясению магнитудой 6.7. Оно не привело к землетрясению и было обнаружено лишь как тихие, не сейсмические сигнатуры, не связанные с землетрясениями. В 2004 году исследование, проведенное Геологическим обществом Америки, проанализировало потенциал опускания земной поверхности вдоль Каскадийской зоны субдукции. В нем предполагалось, что несколько городов и поселков на западном побережье острова Ванкувер, таких как Тофино и Уклюэлет, подвержены риску внезапного, вызванного землетрясением, опускания на 1–2 метра.
Связь с разломом Сан-Андреас
Исследования следов прошлых землетрясений как на северном разломе Сан-Андреас, так и в южной зоне субдукции Каскадии выявляют временную корреляцию, которая может свидетельствовать о том, что землетрясения в зоне субдукции Каскадии могли спровоцировать большинство крупных землетрясений на севере Сан-Андреас за последние примерно 3000 лет. Данные также указывают на направление разрыва с севера на юг в каждом из этих событий, связанных во времени. Однако землетрясение в Сан-Франциско 1906 года представляется существенным исключением из этой корреляции, поскольку ему не предшествовало крупное землетрясение в Каскадии.