Лос-Анджелес стоїть на "чаші з желе": землетруси в місті викликають жахливі наслідки
У Південній Каліфорнії нещодавно сталися два землетруси магнітудою понад 4,0. Те, як їх відчували жителі Лос-Анджелеса, багато в чому пов'язано з тим, що місто розташоване над підземним басейном, у якому накопичуються ґрунтові опади. ВВС.
Photo: Francesco Scatena | Dreamstime.com
Не можна сказати, щоб землетруси були чимось незвичайним. Каліфорнія – другий після Аляски штат, де спостерігається висока сейсмічна активність. У середньому у Південній Каліфорнії підземні поштовхи відбуваються кожні три хвилини. Щоправда, більшість із них надто незначні, щоб людина могла їх відчути. Але близько 15-20 землетрусів щорічно перевищують магнітуду 4,0.
Приблизно через годину після заходу 6 серпня 2024 року малонаселений пояс сільськогосподарських угідь біля Бейкерсфілда, Південна Каліфорнія, пережив сейсмічну грозу магнітудою 5,2, за якою послідували сотні дрібніших поштовхів.
Цей останній землетрус є найбільшим, що стався у Південній Каліфорнії за останні три роки. Епіцентр його знаходився приблизно за 27 км на південь від Бейкерсфілда. Люди повідомляли про поштовхи на відстані близько 145 км від епіцентру, у деяких частинах Лос-Анджелеса і навіть у Сан-Дієго. Потім, через кілька днів, ще один поштовх струсонув район Лос-Анджелеса. Епіцентр землетрус магнітудою 4,4 був всього за чотири милі на північний схід від центральної частини міста.
Хоча обидва коливання земної поверхні завдали мінімальної шкоди, вони ще раз продемонстрували те, як геологічний рельєф під найбільшим містом Каліфорнії може впливати на рух грунту в цьому районі. Відносно невелика глибина землетрусу, що стався 6 серпня, мабуть, створила більш інтенсивні або тривалі поштовхи у деяких частинах міста.
Величезний, розташований на глибині 8 км, заповнений ґрунтовими опадами басейн, на якому побудований Лос-Анджелес, дуже впливає на те, як відчуваються поштовхи на землі.
«Подорожуючий» землетрус
У той час як земля здається міцною на поверхні, породи, що глибоко залягають, нагадують розбите віконне скло. Ці тріщини, або розломи, є місцями, де відбуваються землетруси. Розломи зазнають величезної напруги через повільний і стійкий рух тектонічних плит Землі.
У Каліфорнії Північноамериканська та Тихоокеанська плити рухаються вздовж сумнозвісного розлому Сан-Андреас із середньою швидкістю близько 30-50 міліметрів на рік. Рух це не плавний. Потріскані породи клинами йдуть одна в одну. Згодом напруга, створювана тектонічними плитами, що повільно рухаються, наростає. Коли розлом досягає своєї межі напруги, він розривається і спричиняє землетрус.
Уявіть собі басейн Лос-Анджелеса як гігантську чашу, повну желе: гори і породи, що вистилають дно долини, утворюють чашу, тоді як м'які грунтові опади стають чимось на кшталт желеподібного вмісту цієї чаші.
Розрив порід, починаючись в одному місці, поширюється вздовж розлому на три кілометри. Найдовший з колись зареєстрованих розривів був 1600-кілометровим, він викликав Великий Суматра-Андаманський землетрус, який стався 26 грудня 2004 року. (Це був один із найпотужніших землетрусів в історії, що спричинило руйнівне цунамі, яке торкнулося багатьох країн в Індійському океані).
«Чим далі йде розлом, тим довше триває сейсмічна гроза і тим більше енергії вивільняється. Тому чим довший розлам, тим сильніший землетрус», — пояснив сейсмолог Люсі Джонс, науковий співробітник Каліфорнійського технологічного інституту та колишній сейсмолог Геологічної служби США.
Під час підземних поштовхів енергія, накопичена у розломі, різко вивільняється. Сейсмічні хвилі розходяться від розриву в усіх напрямках, як бриж від кинутого в ставок каменю.
За словами Джонса, масштаб землетрусу говорить вченим про довжину розлому, а також тривалість коливань. Але інтенсивність підземних поштовхів (руху ґрунту, які ми відчуваємо в певному місці) формується кількома факторами: тим, наскільки близько ми перебуваємо до епіцентру, в якому напрямку стався розрив розлому та геологічними шарами під нашими ногами.
Ускладнення, спричинені геологією
Лос-Анджелес розташований на південь від гігантського вигину в розломі Сан-Андреас, де межа плити змінює свій напрямок. За мільйони років розломи штовхали плити корінної породи у численні гірські хребти та глибокі западини. Гравітація, вода та вітер діяли як наждачний папір — прали гори та переносили уламки у западини. Згодом ці западини заповнювалися ґрунтовими опадами.
Глибина западини у формі чаші під Лос-Анджелесом майже 8 км, вона заповнена сумішшю гравію, піску та глини. Контраст між твердою породою та м'якою сумішшю, що заповнює чашу, є важливим фактором, що викликає цікаві сейсмічні ефекти в Лос-Анджелесі. Джон Відейл, професор сейсмології в Університеті Південної Каліфорнії, каже, що основним фактором є те, наскільки тверда земля і глибока структура з м'яким наповненням поблизу поверхні. Сейсмічні хвилі, в порівнянні з більш м'якими і менш щільними ґрунтами, рухатимуться швидше в щільнішому матеріалі, такому як скеля.
У міру того, як сейсмічні хвилі проходять через западину, їх поведінка змінюється, коли вони стикаються з пухкими опадами.
"Сейсмічна хвиля тепер повинна рухатися з набагато меншою швидкістю, але їй, як і раніше, доводиться переносити ту саму кількість енергії в одиницю часу", - уточнив Джонс.
У міру того, як хвиля проходить через осад, її висота збільшується. Скажімо, уявіть собі басейн Лос-Анджелеса як гігантську чашу з желе - щільні скелясті гори і породи, що підстилають, утворюють чашу, в той час як осадове заповнення представлене желеподібною сумішшю.
"Якщо трохи потрясти дно чаші, верхня її частина досить сильно колихнеться", - підсумував Відейл додавши, що на вершині цієї тремтливої маси желе знаходиться Лос-Анджелес.
Тобто амплітуда хвиль усередині басейну може бути значно більшою, ніж у тих, що рухаються через скелі. В одному дослідженні вчені, використовуючи вимірювання підземних поштовхів у районі Лос-Анджелеса після землетрусу Ландерс 1992 року, виявили, що сейсмічні хвилі всередині басейну Лос-Анджелеса були втричі-вчетверо більші, ніж за його межами.
Вчені з Державного центру землетрусів Каліфорнії моделювали підземні поштовхи в районі Лос-Анджелеса і виявили, що басейн може вловлювати енергію сейсмічних хвиль, що відбиваються від стін чаші. Тобто трясіння часто може продовжуватися довше, ніж рухи глибинних ґрунтів, збільшуючи небезпеку для міста, збудованого нагорі.
Крім того, близьке розташування басейнів Сан-Бернардіно та Сан-Габріель до басейну Лос-Анджелеса здатне створити ефект вирви та направити сейсмічні хвилі у бік Лос-Анджелеса.
Навіть усередині басейну можуть бути відмінності в тому, як осад взаємодіє із сейсмічними хвилями. Осад у верхніх 100 метрах басейну, як правило, рихліший, ніж глибші, ущільнені нижні шари.
«Старі русла річок заповнені якимось вологим, м'яким матеріалом, – зазначив Відейл. — Тож якщо ви опинитеся у старому руслі річки, то отримаєте удар набагато сильніший, ніж той, хто за чверть милі (400 метрів. —). Прим. ред.) від вас, але на твердішій землі».
Навіть люди, що живуть в одному будинку, відчувають різні відчуття, особливо якщо землетрус був слабким. Люсі Джонс під час одного із землетрусів перебувала у своєму будинку в Пасадені — місті, розташованому на осадових породах долини Сан-Габріель.
«Ми з чоловіком у цей час обидва були вдома, але я відчула землетрус, а він – ні», - сказала вона.
Басейни всюди
Хоча місто Лос-Анджелес відповідає багатьом пунктам сейсмічної небезпеки, це не єдиний мегаполіс із подібними проблемами. Протягом усієї історії людства люди прагнули будувати міста на плоскій землі поряд із водоймами.
Так уже вийшло, що ці місця, як правило, формуються над геологічними басейнами та інколи біля розломів.
Хоча в США є кілька відомих мегаполісів, побудованих на басейнах (Сіетл, Портленд і Солт-Лейк-Сіті), у світі існує багато міст, які зазнають посилених сейсмічних хвиль через своє розташування. Коли європейські поселенці осушили Тескоко озеро в 1500-х роках, Мехіко був побудований на плоскому старому дні озера. У 1985-му та 2017 роках місто зазнало значних збитків від землетрусів, які посилили відкладення басейну.
Тегеран в Ірані теж розташований на геологічному басейні, заповненому річковими відкладеннями, і зростає занепокоєння руйнуваннями, які можуть спричинити великий землетрус у цьому районі.
Розуміння причин коливання земної поверхні — перший крок у тому, щоб убезпечити міста. Ухвалення надійних будівельних норм стане ще одним способом захисту людей та інфраструктури мегаполісів. Наприклад, після руйнівного землетрусу 1985 року Мехіко прийняв суворі будівельні норми та модернізував старі будівлі.
«Найперші сейсмічні норми в Каліфорнії були введені після землетрусу в Лонг-Біч 1933 року, — підкреслила Джонс. — Тоді школи будувалися з вогнестійкої неармованої цегли. Будівлі сімдесяти навчальних закладів були повністю зруйновані — на щастя, це було о шостій вечора, і вони були практично порожні».
У США група сейсмологів та геофізиків створила карту сейсмічної небезпеки, яка показує ймовірність руйнівного землетрусу протягом наступних 100 років. В останній версії звіту група виявила, що майже 75% територій США можуть зазнати руйнівних поштовхів.
Вам може бути цікаво: головні новини Нью-Йорка, історії наших іммігрантів і корисні поради про життя в Великому яблуці - читайте все це на ForumDaily Нові Йорк
Хоча будівельні норми здатні захистити життя людей, вчені, такі як Джонс, хочуть, щоб під час проектування будівель ретельно враховувалися висновки сейсмологів. Будівельні норми мають бути такими, щоб у разі землетрусів будівлю було б простіше ремонтувати, а не зносити. Це, як підрахувала Джонс, обійдеться на 1% дорожче на етапі будівництва.
«Фахівці називають це функціональним відновленням, – пояснила вона. — Ми намагаємося сказати, що просто не вбити вас — недостатній стандарт. Реальність така, що якщо ваша будівля сильно пошкоджена землетрусом, це шкодить місцевій економіці».
На щастя, будівлі Лос-Анджелеса досить добре перенесли останні підземні поштовхи, що вразили Південну Каліфорнію. Але на майбутнє варто підстрахуватися.
Читайте також на ForumDaily:
До 30 тисяч поштовхів: афтершоки після землетрусів в Каліфорнії триватимуть кілька місяців
У Каліфорнії за три тижні сталося понад 1000 землетрусів: до чого готуватися жителям
Загадковий грязьовий гейзер загрожує Каліфорнії
Підписуйтесь на ForumDaily в Google NewsХочете більше важливих та цікавих новин про життя в США та імміграцію до Америки? - Підтримайте нас донатом! А ще підписуйтесь на нашу сторінку в Facebook. Вибирайте опцію «Пріоритет у показі» і читайте нас першими. Крім того, не забудьте оформити передплату на наш канал у Telegram і в Instagram- там багато цікавого. І приєднуйтесь до тисяч читачів ForumDaily Нью-Йорк — там на вас чекає маса цікавої та позитивної інформації про життя в мегаполісі.
Вибір редакції
