8.5: Природа землетрусів

ВСТУП

Землетрус - це раптовий рух землі, викликаний раптовим вивільненням енергії, що зберігається в гірських породах. Землетруси трапляються, коли в гірських породах накопичується стільки стресу, що породи розриваються. Енергія передається сейсмічними хвилями. Щороку відбувається понад 150,000 землетрусів, досить сильних, щоб їх відчули люди і 900,000 зафіксовані сейсмометрами!

ПРИЧИНИ ЗЕМЛЕТРУСІВ

Опис того, як відбуваються землетруси, називається теорією пружного відскоку (рис. 1).

Малюнок 1. Теорія пружного відскоку. Напруження будуються з обох сторін розлому, в результаті чого гірські породи деформуються пластично (Час 2). Коли напруги стають занадто великими, породи ламаються і потрапляють в інше місце (Час 3). Це звільняє накопичену енергію і створює землетрус.

Теорія пружного відскоку в анімації.

При землетрусі початкова точка, де породи розриваються в корі, називається вогнищем. Епіцентр - це точка на поверхні землі, яка знаходиться безпосередньо над вогнищем. Приблизно в 75% землетрусів фокус знаходиться в топ-10 до 15 кілометрів (від 6 до 9 миль) земної кори. Неглибокі землетруси завдають найбільшої шкоди, оскільки фокус знаходиться поблизу того місця, де живуть люди. Однак саме про епіцентр землетрусу повідомляють вчені і ЗМІ (рисунок 2).

Ця анімація показує взаємозв'язок між фокусом і епіцентром землетрусу.

Малюнок 2. У вертикальному перерізі кори є дві ознаки, позначені — вогнище і епіцентр, який знаходиться безпосередньо над вогнищем.

ЗОНИ ЗЕМЛЕТРУСІВ

Майже 95% всіх землетрусів відбуваються вздовж одного з трьох типів кордонів плит, але землетруси відбуваються вздовж усіх трьох типів кордонів плит.

• Близько 80% всіх землетрусів вражають навколо басейну Тихого океану, оскільки він вистелений конвергентними і трансформуються кордонами (рисунок 3).
• Близько 15% відбувається в Середземноморсько-Азіатському поясі, де конвергенція змушує Індійську плиту зіткнутися з Євразійською плитою.
• Решта 5% розкидані навколо інших кордонів плит або є внутрішньопластинчастими землетрусами.

Малюнок 3. Епіцентри землетрусу магнітудою 8.0 і більше подій з 1900 року. Глибина землетрусу показує, що більшість великих землетрусів є неглибоким фокусом, але деякі підпорядковані пластини викликають землетруси глибокого фокусу.

Трансформувати межі пластин

Смертельні землетруси відбуваються при перетворенні межі плити. Розломи перетворення мають неглибокий фокус землетрусів. Чому, на вашу думку, це так? Розломи вздовж зони розлому Сан-Андреас виробляють близько 10,000 землетрусів на рік. Більшість крихітні, але іноді один масивний. У районі затоки Сан-Франциско розлом Хейворд був місцем землетрусу магнітудою 7.0 в 1868 році. Землетрус 1906 року на розломі Сан-Андреас мав величину, оцінену приблизно 7,9 (рисунок 4).

Малюнок 4. (а) Зона розлому Сан-Андреас в районі затоки Сан-Франциско. (б) Землетрус у Сан-Франциско 1906 року все ще є найдорожчим стихійним лихом в історії Каліфорнії. Близько 3000 людей загинули і 28 000 будівель загинули, в основному під час пожежі.

Останні каліфорнійські землетруси:

• 1989: Землетрус Лома-Пріета поблизу Санта-Крус, Каліфорнія. Землетрус магнітудою 7.1, 63 загибелі, 3756 травм, 12,000+ людей бездомних, майновий збиток близько 6 мільярдів доларів.
• 1994: Землетрус в Нортріджі на сліпий розлом тяги поблизу Лос-Анджелеса. Величина 6,7, 72 смерті, 12 000 травм, збиток оцінюється в 12,5 мільярда доларів.

Хоча Каліфорнія схильна до багатьох природних небезпек, включаючи виверження вулканів на горі. Шаста або Mt. Lassen, і зсуви на прибережних скелі, природна небезпека держава пов'язана з є землетруси. У цьому відео досліджуються межі між трьома різними тектонічними плитами та землетрусами, що виникають внаслідок їх взаємодії:

Нова Зеландія також має страйк-ковзання землетрусів, близько 20,000 на рік! Лише невеликий відсоток з них досить великий, щоб їх можна було відчути. Землетрус 6,3 в Крайстчерчі в лютому 2011 року загинув близько 180 осіб.

Межі конвергентних плит

Землетруси на сходяться границях плит позначають рухи субдукційної літосфери при її зануренні через мантію (рис. 5). В кінцевому підсумку плита нагрівається досить пластично деформуватися і землетруси припиняються.

Малюнок 5. Цей перетин епіцентрів землетрусу з глибиною окреслює субдукційну пластину з неглибокими, проміжними та глибокими землетрусами.

Конвергентні межі плити виробляють землетруси навколо басейну Тихого океану. Філіппінська плита і Тихоокеанська плита підпорядковуються під Японією, створюючи ланцюг вулканів і цілих 1,500 землетрусів щорічно.

У березні 2011 року в Сендаї на північному сході Японії стався величезний землетрус 9,0. Цей землетрус, названий землетрусом Тохоку 2011 року, був найпотужнішим, що коли-небудь вдарив Японію і одним з п'ятірки відомих у світі. Збиток від землетрусу був майже затьмарений цунамі, яке воно породило, яке знищило прибережні міста та селища (рисунок 6). Через два місяці після землетрусу близько 25 тисяч людей загинули або зникли безвісти, а 125 000 будівель були пошкоджені або зруйновані. Афтершоки, деякі такі великі, як великі землетруси, продовжували розгойдувати регіон.

Малюнок 6. Руйнування в Офунато, Японія, від землетрусу 2011 Тохоку.

Карта підземних поштовхів видно тут.

Ось інтерактивна особлива стаття про землетрус.

Тихоокеанський північний захід США знаходиться під загрозою потенційно потужного землетрусу, який може завдати удару в будь-який час. Субдукція плити Хуан де Фука під Північною Америкою виробляє активні вулкани, але великі землетруси вражають лише кожні 300 - 600 років. Останній був у 1700 році, з розрахунковою величиною близько 9.

Ось зображення землетрусів під тихоокеанським північним заходом і глибиною до епіцентру.

Пружний відскок у зоні субдукції породжує землетрус у цій анімації.

Масивні землетруси є відмінною рисою розлому і згортання тяги при сходженні двох континентальних плит (рис. 7). Землетрус в Гуджараті 2001 року в Індії був причиною близько 20 000 смертей, і ще багато людей стали пораненими або бездомними.

Малюнок 7. Пошкодження від землетрусу в Кашмірі 2005

Розуміючи землетруси: від досліджень до стійкості, вчені намагаються зрозуміти механізми, що викликають землетруси та цунамі, та способи, якими суспільство може боротися з ними:

Розбіжні межі плити

Землетруси на середньоокеанічних хребтах невеликі і неглибокі, оскільки пластини молоді, тонкі та гарячі. На суші, де розщеплюються материки, землетруси більші і сильніші.

Внутрішньопластинкові землетруси

Внутрішньопластинчасті землетруси є наслідком напружень, викликаних рухами плит, що діють у твердих плитах літосфери. У 1812 році під Нью-Мадридом, штат Міссурі, стався землетрус магнітудою 7,5 бали. Землетрус сильно відчувався над приблизно 50,000 квадратних миль і змінив хід річки Міссісіпі. Тому що в той час там проживало мало людей, загинуло лише 20 осіб. Сьогодні там проживає набагато більше людей (рисунок 8). Подібний землетрус сьогодні, безсумнівно, вб'є багатьох людей і завдасть великої шкоди майну.

Малюнок 8. Сейсмічна зона Нового Мадрида знаходиться в межах північноамериканської плити. Близько 4,000 землетрусів сталося в регіоні з 1974 року.

РЕФЛЕКСІЯ ПИТАННЯ

• Яку майстерність допомагає вам розвивати цей вміст?
• Які ключові теми висвітлюються в цьому контенті?
• Як зміст цього розділу може допомогти вам продемонструвати майстерність певної майстерності?
• Які питання у вас щодо цього вмісту?

Дописувачі та атрибуція

• Template:ContribCandelaGeo