В Южной Калифорнии недавно произошли два землетрясения магнитудой свыше 4,0. То, как их ощущали жители Лос-Анджелеса, во многом связано с тем, что город расположен над подземным бассейном, в котором скапливаются почвенные осадки, пишет ВВС.
Photo: Francesco Scatena | Dreamstime.com
Нельзя сказать, чтобы землетрясения были чем-то необычным. Калифорния – второй после Аляски штат, где наблюдается высокая сейсмическая активность. В среднем в Южной Калифорнии подземные толчки происходят каждые три минуты. Правда, большинство из них слишком незначительные, чтобы человек мог их почувствовать. Но около 15-20 землетрясений ежегодно превышают магнитуду в 4,0.
Примерно через час после заката 6 августа 2024 года малонаселенный пояс сельскохозяйственных угодий около Бейкерсфилда, Южная Калифорния, пережил сейсмическую грозу магнитудой 5,2, за которой последовали сотни более мелких толчков.
Это последнее землетрясение является крупнейшим, произошедшим в Южной Калифорнии за последние три года. Эпицентр его находился примерно в 27 км к югу от Бейкерсфилда. Люди сообщали о толчках на расстоянии около 145 км от эпицентра, в некоторых частях Лос-Анджелеса и даже в Сан-Диего. Затем, несколько дней спустя, еще один толчок сотряс район Лос-Анджелеса. Эпицентр землетрясение магнитудой 4,4 был всего в четырех милях к северо-востоку от центральной части города.
По теме: Перед землетрясением в Марокко в небе заметили необычный свет: это может спасти тысячи жизней в будущем
Хотя оба колебания земной поверхности нанесли минимальный ущерб, они еще раз продемонстрировали то, как геологический рельеф под крупнейшим городом Калифорнии может влиять на движения почвы в этом районе. Относительно небольшая глубина землетрясения, произошедшего 6 августа, по-видимому, создала более интенсивные или продолжительные толчки в некоторых частях города.
Огромный, расположенный на глубине 8 км, заполненный почвенными осадками бассейн, на котором построен Лос-Анджелес, очень сильно влияет на то, как ощущаются толчки на поверхности земли.
В то время как земля кажется прочной на поверхности, глубоко залегающие породы напоминают разбитое оконное стекло. Эти трещины, или разломы, и являются местами, где происходят землетрясения. Разломы подвергаются огромному напряжению из-за медленного и устойчивого движения тектонических плит Земли.
В Калифорнии Североамериканская и Тихоокеанская плиты движутся вдоль печально известного разлома Сан-Андреас со средней скоростью около 30-50 миллиметров в год. Движение это не плавное. Растрескавшиеся породы клиньями уходят друг в друга. Со временем напряжение, создаваемое медленно движущимися тектоническими плитами, нарастает. Когда разлом достигает своего предела напряжения, он разрывается и вызывает землетрясение.
Представьте себе бассейн Лос-Анджелеса как гигантскую чашу, полную желе: горы и породы, выстилающие дно долины, образуют чашу, в то время как мягкие почвенные осадки становятся чем-то вроде желеобразного содержимого этой чаши.
Разрыв пород, начинаясь в одном месте, распространяется вдоль разлома на сотри километров. Самый длинный из когда-либо зарегистрированных разрывов был 1600-километровым, он вызвал Великое Суматра-Андаманское землетрясение, которое произошло 26 декабря 2004 года. (Это было одно из самых мощных землетрясений в истории, вызвавшее разрушительное цунами, которое затронуло множество стран в Индийском океане).
«Чем дальше идет разлом, тем дольше длится сейсмическая гроза и тем больше энергии высвобождается. Поэтому чем длиннее разлом, тем сильнее землетрясение», — пояснил сейсмолог Люси Джонс, научный сотрудник Калифорнийского технологического института и бывший сейсмолог Геологической службы США.
Во время подземных толчков энергия, накопленная в разломе, резко высвобождается. Сейсмические волны расходятся от разрыва во всех направлениях, как рябь от брошенного в пруд камня.
По словам Джонса, масштаб землетрясения говорит ученым о длине разлома, а также о продолжительности колебаний. Но интенсивность подземных толчков (движения грунта, которые мы чувствуем в определенном месте) формируется несколькими факторами: тем, насколько близко мы находимся к эпицентру, в каком направлении произошел разрыв разлома и геологическими слоями под нашими ногами.
Лос-Анджелес расположен к югу от гигантского изгиба в разломе Сан-Андреас, где граница плиты меняет свое направление. За миллионы лет разломы толкали плиты коренной породы в многочисленные горные хребты и глубокие впадины. Гравитация, вода и ветер действовали как наждачная бумага — стирали горы и переносили обломки во впадины. Со временем эти впадины заполнялись почвенными осадками.
Глубина впадины в форме чаши под Лос-Анджелесом почти 8 км, она заполнена смесью гравия, песка и глины. Контраст между твердой породой и мягкой смесью, заполняющей чашу, является важным фактором, который вызывает интересные сейсмические эффекты в Лос-Анджелесе. Джон Видейл, профессор сейсмологии в Университете Южной Калифорнии, говорит, что основной фактор — то, насколько тверда земля и глубока структура с мягким наполнением вблизи поверхности. Сейсмические волны, по сравнению с более мягкими и менее плотными почвами, будут двигаться быстрее в более плотном материале, таком как скала.
По мере того как сейсмические волны проходят через впадину, их поведение меняется, когда они сталкиваются с рыхлыми осадками.
«Сейсмическая волна теперь должна двигаться с гораздо меньшей скоростью, но ей по-прежнему приходится переносить то же количество энергии в единицу времени», — уточнил Джонс.
По мере того как волна проходит через осадок, ее высота увеличивается. Скажем, представьте себе бассейн Лос-Анджелеса как гигантскую чашу с желе — плотные скалистые горы и подстилающие породы образуют чашу, в то время как осадочное заполнение представлено желеобразной смесью.
«Если немного потрясти дно чаши, верхняя ее часть довольно сильно колыхнется», — заключил Видейл добавив, что на вершине этой дрожащей массы желе находится Лос-Анджелес.
То есть амплитуда волн внутри бассейна может быть значительно больше, чем у тех, которые движутся через скалы. В одном исследовании ученые, используя измерения подземных толчков в районе Лос-Анджелеса после землетрясения Ландерс 1992 года, обнаружили, что сейсмические волны внутри бассейна Лос-Анджелеса были в три-четыре раза больше, чем за его пределами.
Ученые из Государственного центра землетрясений Калифорнии моделировали подземные толчки в районе Лос-Анджелеса и обнаружили, что бассейн может улавливать энергию сейсмических волн, отражающихся от стен чаши. То есть тряска часто может продолжаться дольше, чем движения глубинных почв, увеличивая опасность для города, построенного наверху.
Кроме того, близкое расположение бассейнов Сан-Бернардино и Сан-Габриэль к бассейну Лос-Анджелеса способно создать эффект воронки и направить сейсмические волны в сторону Лос-Анджелеса.
Даже внутри бассейна могут быть различия в том, как осадок взаимодействует с сейсмическими волнами. Осадок в верхних 100 метрах бассейна, как правило, более рыхлый, чем более глубокие, уплотненные нижние слои.
«Старые русла рек заполнены каким-то влажным, мягким материалом, — отметил Видейл. — Так что если вы окажетесь в старом русле реки, то получите удар намного сильнее, чем тот, кто в четверти мили (400 метров. — Прим. ред.) от вас, но на более твердой земле».
Даже живущие в одном доме люди испытывают разные ощущения, особенно если землетрясение было слабым. Люси Джонс во время одного из землетрясений находилась в своем доме в Пасадене — городе, расположенном на осадочных породах долины Сан-Габриэль.
«Мы с мужем в это время оба были дома, но я почувствовала землетрясение, а он – нет», — поделилась она.
Хотя город Лос-Анджелес соответствует многим пунктам сейсмической опасности, это не единственный мегаполис с подобными проблемами. На протяжении всей истории человечества люди стремились строить города на плоской земле рядом с водоемами.
Так уж получилось, что эти места, как правило, формируются над геологическими бассейнами и иногда около разломов.
Хотя в США есть несколько известных мегаполисов, построенных на бассейнах (Сиэтл, Портленд и Солт-Лейк-Сити), в мире существует много городов, которые испытывают усиленные сейсмические волны из-за своего расположения. Когда европейские поселенцы осушили озеро Тескоко в 1500-х годах, Мехико был построен на плоском старом дне озера. В 1985-м и 2017 годах город испытал значительный ущерб от землетрясений, которые усилили отложения бассейна.
Тегеран в Иране тоже расположен на геологическом бассейне, заполненном речными отложениями, и растет беспокойство по поводу разрушений, которые может вызвать крупное землетрясение в этом районе.
Понимание причин колебания земной поверхности — первый шаг для того, чтобы обезопасить города. Принятие надежных строительных норм станет еще одним способом защиты людей и инфраструктуры мегаполисов. Например, после разрушительного землетрясения 1985 года Мехико принял строгие строительные нормы и модернизировал старые здания.
«Самые первые сейсмические нормы в Калифорнии были введены после землетрясения в Лонг-Бич в 1933 году, — подчеркнула Джонс. — Тогда школы строились из огнестойкого неармированного кирпича. Здания семидесяти учебных заведений были полностью разрушены — к счастью, это было в шесть часов вечера, и они были практически пусты».
В США группа сейсмологов и геофизиков создала карту сейсмической опасности, показывающую вероятность разрушительного землетрясения в течение следующих 100 лет. В последней версии отчета группа обнаружила, что почти 75% территорий США могут испытать разрушительные толчки.
Вам может быть интересно: главные новости Нью-Йорка, истории наших иммигрантов и полезные советы о жизни в Большом Яблоке — читайте все это на ForumDaily New York
Хотя строительные нормы способны защитить жизни людей, ученые, такие как Джонс, хотят, чтобы при проектировании зданий тщательно учитывались выводы сейсмологов. Строительные нормы должны быть такими, чтобы в случае землетрясений здание было бы проще ремонтировать, а не сносить. Это, как подсчитала Джонс, обойдется на 1% дороже на этапе строительства.
«Специалисты называют это функциональным восстановлением, — пояснила она. — Мы пытаемся сказать, что ‘просто не убить вас‘ — недостаточный стандарт. Реальность такова, что если ваше здание сильно повреждено землетрясением, это идет во вред местной экономике».
К счастью, здания Лос-Анджелеса довольно хорошо перенесли последние подземные толчки, потрясшие Южную Калифорнию. Но на будущее стоит подстраховаться.
Сообщение Лос-Анджелес стоит на ‘чаше с желе’: землетрясения в городе вызовут ужасные последствия появились сначала на ForumDaily.
