Землетрясение в Калифорнии 1857 года у Форт-Техон

Введение

Землетрясение в Калифорнии, США

Землетрясение в Форт-Тейоне 1857 года произошло 9 января около 8:20 утра (по тихоокеанскому времени) в центральной и южной Калифорнии. Одно из крупнейших зарегистрированных землетрясений в Соединенных Штатах, с расчетной магнитудой 7.9, оно привело к разрыву южной части разлома Сан-Андреас протяженностью около 350 км (225 миль) между Паркфилдом и Райтвудом. Хотя эпицентр находился вблизи Паркфилда, событие называют землетрясением в Форт-Тейоне, поскольку именно там были зафиксированы наибольшие разрушения. Форт-Тейон расположен к северу от пересечения разломов Сан-Андреас и Гарлок, где сходятся поперечные хребты Техачапи, Сан-Эмигдио и Сьерра-Пелона. Это землетрясение – последнее крупное событие, произошедшее вдоль этого участка разлома Сан-Андреас, и, по оценкам, его максимальная воспринимаемая интенсивность составила IX (Сильное) по шкале модифицированной Меркалли (MMI) в районе Форт-Тейон в горах Техачапи, а также вдоль разлома Сан-Андреас от Мил Потреро (вблизи Pine Mountain Club) в горах Сан-Эмигдио до озера Хьюз в горах Сьерра-Пелона. Описания последствий землетрясения значительно различались, включая время основного толчка и предшествующие толчки, которые ощущались в нескольких местах ранее утром.

Тектоническая обстановка

Землетрясение 1857 года привело к разрыву примерно половины южной части разлома Сан-Андреас – структуры, которая обеспечивает большую часть сдвига вдоль трансформной границы между Североамериканской и Тихоокеанской плитами. Тихоокеанская плита движется на север относительно Большого долинного блока Сьерра-Невады Североамериканской плиты со скоростью около в год. Скорость сдвига вдоль различных участков, подвергшихся разрыву, составляет в год на участках Паркфилд, Чоламе, Карризо и Биг-Бенд, и и в год на участках Мохаве-север и Мохаве-юг. Палеосейсмические исследования выявили свидетельства многочисленных исторических землетрясений за последние 3000 лет в этой части разлома Сан-Андреас.

Землетрясение

Землетрясение разорвало значительную часть южного разлома Сан-Андреас, но не всю его длину. Томас Х. Джордан, директор Центра изучения землетрясений Южной Калифорнии, заявил, что смещение, вероятно, остановилось в районе перевала Кейджон, возможно, потому что тектонические напряжения в этой части разлома были сняты несколько десятилетий назад во время землетрясения в Райтвуде в 1812 году. Среднее смещение вдоль разлома составило , а максимальное смещение в районе равнины Карризо в юго-восточном округе Сан-Луис-Обиспо составило . Поверхностные разрывы могли простираться за пределы общепринятой длины смещения. Исследователи зафиксировали свидетельства очевидцев о трещине в земле, которая была признана недавним поверхностным разрывом, а не просто особенностью рельефа существующего разлома. На крайнем северном конце зоны разрыва поверхностные трещины простирались на север от Чоламе в округ Сан-Бенито. На южной оконечности населенные пункты находились не так близко к разлому, и первые наблюдатели, вероятно, ограничились участком разлома между Фортом Теджон и озером Элизабет, поскольку он проходил рядом со Стоктон-Лос-Анджелес-роуд – основной внутренней дорогой, идущей с севера на юг. Эта дорога проходила прямо под тремя соснами Джеффри. Два из трех изученных деревьев были наклонены в нижней части, а верхняя часть оставалась относительно прямой. Датировка годичных колец подтвердила, что деревьям было 10 и 25 лет до 1857 года, а также то, что кольца стали расти вдвое толще на стороне, в направлении наклона. Это часто наблюдаемая компенсация наклона деревьев. Сейсмолог Керри Сих установил, что смещение по разлому и вызванные им деформации земной поверхности стали причиной появления «кротовых нор» и последующего наклона деревьев.

Фронтовые подвески

Различные отчеты о событии указывают на наличие предвестников за один-девять часов до основного события, и, основываясь на (неопределенном) распределении этих толчков, предполагается, что начало разрыва (эпицентр) находилось в районе между Паркфилдом и Чоламе, приблизительно к северо-западу. Отсутствие стандартизированного времени в этот период истории Калифорнии способствовало появлению неточных сообщений о времени возникновения предвестников. В 1857 году использовалось местное солнечное время, и Сан-Франциско был бы самым точным местом определения времени, поскольку являлся центром торговли и другой активности. Стандартное время не применялось до 1880-х годов, когда Тихоокеанский часовой пояс был привязан к 120-му меридиану. Различия в местном времени были значительными: Сан-Франциско находился на 122,43° западной долготы, а Сан-Диего – на 117,10° западной долготы, что составляло разницу около 22 минут (4 минуты на градус). По крайней мере, один человек сообщил о разнице во времени регистрации предвестников до получаса, когда разговаривал с двумя разными газетами. Наибольшее количество первоисточников сообщало о толчках, ощущенных за 1, 2 и 4 часа до основного толчка, которые впоследствии были названы предрассветными, рассветными и утренними толчками. Предрассветный толчок ощущался жителями Сан-Франциско (MMI II–III), Сан-Хосе (MMI IV) и Санта-Крус (MMI IV). Рассветный толчок был ощутим в этих же местах, а также в Форте Техон и, возможно, в долине Каризо. Утренний толчок ощущался в Сан-Франциско (MMI III), Монтерее (MMI IV) и Висалии (MMI II–III). В Сакраменто и Лос-Анджелесе об этих событиях не сообщалось. Несколько землетрясений середины двадцатого века имели схожие описания ощущений от рассветного и утреннего толчков, и, при внимательном изучении, Сие предполагает, что оба события были локализованы в прибрежной центральной Калифорнии, вероятно, между Пойнт-Консепсьон и Монтереем. Кроме того, в этот период ни одно землетрясение в центральной Калифорнии с магнитудой менее пяти не имело зоны ощущений, сопоставимой с зоной двух предвестников, в то время как события магнитудой более шести имели "несколько большую" зону ощущений, поэтому можно предположить, что магнитуда предвестников, скорее всего, находилась в диапазоне от пяти до шести. Землетрясения в Паркфилде происходили с исключительно регулярными интервалами (от 20 до 30 лет) в период с 1857 по 1966 год. Сие изучил четыре из этих событий (1901, 1922, 1934 и 1966) и обнаружил, что они помогли определить юго-восточную границу возникновения утреннего предвестника. Охват и интенсивность сообщений об ощущаемых толчках от этого землетрясения демонстрируют явное сходство с событиями в Паркфилде, хотя Сан-Андреас – не единственный возможный источник утреннего толчка. Например, землетрясение магнитудой 6, произошедшее 22 ноября 1952 года в районе Брайсона, "почти полностью дублирует" описания ощущений. Это событие, возможно, произошло к западу от Сан-Андреас на разломе Насименто, хотя наиболее сильные сообщения об ощущаемых толчках поступали вдоль разлома Ринконда, расположенного к юго-западу от Сан-Андреас.

Various accounts of the event indicate the presence of foreshocks between one and nine hours before the main event, and based on the (uncertain) distribution of those shocks, it is assumed that the beginning of the fault rupture (the epicenter) was in the area between Parkfield and Cholame, about northwest. The lack of standardized timekeeping during this period of California's history contributed to some of the inaccurate reports of when the pre shocks occurred. Local solar time was being used in 1857 and San Francisco would have been the locality with the most accurate time kept as it was a center of commerce and other activity. Standard time was not followed until the 1880s, with the Pacific Time Zone being aligned with the 120th meridian. The differences in local times were substantial, with San Francisco at 122.43 W and San Diego at 117.10 W, the difference between the two would be around 22 minutes (4 minutes per degree). At least one individual reported foreshock times that varied by as much as half an hour when speaking to two different newspapers. The firsthand reports were most abundant for the shocks felt at 1, 2, and 4 hours before the main shock which were later labeled the predawn, dawn, and sunrise shocks. The predawn event shook residents of San Francisco (MMI II – III), San Jose (MMI IV), and Santa Cruz (MMI IV). The dawn shock was felt in those locales plus Fort Tejon and possibly the Carrizo Plain. The sunrise shock was felt in San Francisco (MMI III), Monterey (MMI IV), and Visalia (MMI II – III). Sacramento and Los Angeles did not report any of these events. Several mid twentieth century earthquakes had similar felt reports to the dawn and sunrise shocks, and with close inspection, Sieh theorizes that both events were local to coastal central California, probably between Point Conception and Monterey. Also, during that period, no central California earthquake with a magnitude of less than five had a felt area as large as the two foreshocks, while events larger than magnitude six have had "somewhat larger" felt areas, so it could be said that the foreshocks most likely were between magnitude five and six. Parkfield earthquakes occurred with exceptionally regular intervals (between 20 and 30 years) between 1857 and 1966. Sieh studied four of these events (1901, 1922, 1934, and 1966) and found that they helped to determine the southeast boundary for the origination of the dawn foreshock. The coverage and intensities of felt reports for that earthquake show a solid resemblance to the Parkfield events. though the San Andreas is not the only possible source for the dawn event. For example, the November 22, 1952, magnitude six Bryson earthquake "nearly duplicates" the felt reports. That event may have occurred west of the San Andreas on the Nacimiento fault, though the highest felt reports were along the Rinconada fault around southwest of the San Andreas.

Ущерб

Большинство зданий из самана в Форт-Техон были сильно повреждены, и несколько человек получили там ранения. Еще больше зданий было разрушено на протяжении двадцати миль между Форт-Техоном и в юго-восточном направлении до озера Элизабет – застойного озера, образовавшегося непосредственно на разломе Сан-Андреас. В округах Сан-Диего и Санта-Барбара были зафиксированы нарушения в работе ручьев и родников, а реки Керн, озеро Керн и река Лос-Анджелес вышли из берегов. Дальше на север, в округе Санта-Клара, пострадал приток воды из скважин. Вблизи Пуэбло-де-Лос-Анджелес и в равнине Окснард наблюдались трещины в земле, вызванные разжижением заболоченной почвы, а также сообщалось о разломах земной коры вблизи рек Лос-Анджелес, Санта-Ана и Санта-Клара.

Последующие толчки

После главного толчка последовала серия афтершоков, продолжавшихся не менее 3,75 лет, хотя общее число крупных афтершоков оказалось меньше, чем можно было бы ожидать для землетрясения такой силы. Четыре самых крупных афтершока имели магнитуду более 6, однако существуют значительные погрешности в определении как местоположения, так и магнитуды из-за ограниченного количества имеющихся данных. В ночь на 9 января произошел крупный афтершок с расчетной магнитудой около 6,25, с возможным эпицентром в районе разлома Гарлок. Самый сильный афтершок произошел днем 16 января, его расчетная магнитуда составила около 6,7, с возможным местоположением в море.

Будущая угроза

Ученые и представители государственных служб обсуждают угрозу нового сильного землетрясения в южной Калифорнии и возможный тип и масштаб разрушений. Участок разлома, который разорвался в 1857 году, находится в периоде затишья, что породило предположения о том, что будущее смещение вдоль этой зоны может характеризоваться событием, подобным землетрясению 1857 года, после которого последует новый период бездействия. Населенные пункты Фрейзер-Парк, Палмдейл и Райтвуд расположены в непосредственной близости от разлома Сан-Андреас, однако значительная часть района Лос-Анджелеса может пострадать даже на большем удалении от зоны разрыва в случае повторения подобного события. Сваминатан Кришнан, доцент кафедры гражданского строительства и геофизики Калифорнийского технологического института, отметил, что повторение подобного разрыва от Паркфилда до Райтвуда серьезно затронет район Лос-Анджелеса, особенно сильно пострадает долина Сан-Фернандо. Водопровод Лос-Анджелеса и Калифорнийский водопровод – две ключевые системы водоснабжения Большого Лос-Анджелеса – пересекают разлом Сан-Андреас в основной зоне разрушений, вызванных землетрясением Форт-Тейон, в горах Техачапи и Сьерра-Пелона.