美国西海岸及阿拉斯加州海洋地质灾害项目

以下为文章摘要,如需全文,请订阅我们的产品。

海洋地质灾害是大洋中发生的突发性极端事件,威胁着海岸带地区的大量人口。这类水下地质灾害包括地震、火山爆发、泥石流和海啸等。

对于许多居住在海岸线附近的居民来说,水下的危险是“眼不见,心不烦”。但是在像美国西海岸这样的构造活动区,一系列潜在的水下活动可能会摧毁许多沿岸社区。

下图为学校正面的照片,展示了遭到破坏而倒塌的墙壁和屋顶。图为加利福尼亚州长滩市太平洋大道的约翰米尔学校外景,照片拍摄于震后第八天,也就是1933年3月18日,展示了1933年3月10日长滩地震的破坏性。

2011年的日本东北大地震和海啸提醒我们,距离遥远的地质灾难也会影响整个大洋盆地。了解远距离的灾害怎么产生影响以及影响哪些地区是一个重要且复杂的难题。

除了远距离灾害的威胁,当地的灾害就位于美国西部的海岸。当地灾害包括:俯冲带内大型地震产生的震动,俯冲带是两个构造板块发生挤压的区域(卡斯卡底古陆,阿留申海沟);走滑断裂带内的大型地震产生的震动,走滑断裂带是两个构造板块发生水平相对移动的区域(加利福尼亚中部及南部)。包括海啸在内的相关灾害由海底断层或水下滑坡产生,而断层和滑坡都是发生在地震期间。海底滑坡还可能会威胁到管道、通信电缆和石油平台等设施。

声呐成像展现了阿拉斯加复活湾最上端附近的水下地形和潜在滑坡位置(地形的陡峭程度看上去是正常状态下的三倍)。据H.ILee,“海底滑坡:在太平洋内的范围和重要性都提高了”(《自然灾害地球系统科学》,2005)。下图为利用三维动画展示的复活湾海底可视化地图。

在夏洛特皇后群岛-费尔韦瑟断裂附近的勘测需要在阿拉斯加渔猎部调查船Solstice号上持续几天时间。下图为阿拉斯加渔猎部调查船Solstice号在某港口的平静水域中停泊的照片。

测量真实地震风险的一个障碍是高分辨率海底图的缺乏。在具备近海断层研究所需足够细节的情况下,绘制海底图的技术是近20年才具有可行性的,大大晚于沿海地区大规模发展的时间。美国地质调查局海洋地质灾害研究组将这项技术应用于西海岸几个沿海城市地区的海底。例如,旧金山海湾地区内的活动断层的密度是全国所有城市区域内最大的;南加利福尼亚州的人口稠密地区(约2000万人)受到全国最高等级地震风险的威胁;阿拉斯加发生的大地震已经超过了美国其他地区的总和。此外,详细的海底成像也发现了海底滑坡的新证据。创建12km深的海底三维视图使科学家以一种不同寻常的方法来研究断层是如何活动的或者流体如何沿着地下通道流动并引发滑坡。

下方照片中的Sam Johnson正在指出一张地图上的特征,所需数据由美国地质调查局和其他机构收集。他正在美国地质调查局圣克鲁斯的办公室内讲解Hosgri断裂带的详细情况。

如果没有了解一条断裂的详细构造包括其弯曲连接和分支,很难知悉它会如何活动。为了探索断裂的构造,科学家出海去搜集可以转化为综合性海底地图的数据流。这种类型的成像,除了要了解沉积物的年龄,还要测量其他的因素,例如地磁和密度,这些可以帮助理解断裂最近一次活动的时间和移动的速度。因为这些细节鲜为人知,或者对于近海断裂来说一般不易于计算,所以将这些海底断裂加入地震模型并计算它们的实际灾害风险是极具挑战性的。

下方照片为Jared正在电脑屏幕上展示他的剖面可视化软件。美国地质调查局的地球物理学家Jared Kluesner正在指向一条基于地震数据的三维剖面,剖面宽40km,深几千米,位于圣巴巴拉海峡。这种海底深部成像允许科学家更好地观测并绘制出断裂。

重新评估地震、海啸和滑坡灾害对美国西海岸港口和核电站的危害可能直接影响设施管理、应急-管理计划及电厂的重新许可。此类数据还会影响建筑规范,公路、桥梁和其他大型工程的设计,以及地震保险费率。
与此相关,美国地质调查局2014年断裂源的交互式地图源自数据库,包括美国境内引起2014年M>6地震的断裂及其相关褶皱的信息。

姚翔 译自:http://walrus.wr.usgs.gov/geohazards/overview.html. May 9th, 2016.(代金友 审)

未经允许不得转载:地学情报 » 美国西海岸及阿拉斯加州海洋地质灾害项目

赞 (0)