Minimalne lokalne zniszczenia, ale rozległe skutki trzęsienia ziemi w Tewksbury wynikały z kierunku pęknięcia, przemieszczającego się z New Jersey w stronę Nowego Jorku, a anomalia została uwydatniona w badaniach nad dystrybucją energii sejsmicznej.
Trzęsienie ziemi o sile 4,8 w skali Richtera w Tewksbury zaskoczyło miliony ludzi na wschodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych i było najsilniejszym odnotowanym wstrząsem w New Jersey od 1900 roku.
Naukowcy zauważyli jednak jeszcze coś niezwykłego w związku z trzęsieniem ziemi: dlaczego tak wiele osób w Nowym Jorku oddalonych o 40 mil od miasta zgłosiło silne wstrząsy, podczas gdy zniszczenia w pobliżu epicentrum trzęsienia ziemi wydawały się minimalne?
W artykule opublikowanym w Rekord sejsmicznyYoungHee Kim z Uniwersytetu Narodowego w Seulu wraz ze współpracownikami pokazuje, jak kierunek pęknięcia trzęsienia ziemi mógł wpłynąć na to, kto 5 kwietnia odczuł najsilniejsze wstrząsy.
Kim oraz jej kolega i współautor Won-Young Kim z Obserwatorium Ziemi Lamont-Doherty Uniwersytet Kolumbii zainteresował się dziwnym wzorem drgań po odwiedzeniu obszaru epicentrum trzęsienia ziemi zaledwie osiem godzin po głównym wstrząsie.
„Spodziewaliśmy się pewnych uszkodzeń mienia – powalonych kominów, pęknięć ścian lub opadnięcia tynków na ziemię – ale nie było żadnych wyraźnych oznak uszkodzeń mienia” – napisali badacze w e-mailu. „Funkcjonariusze policji w promieniu kilku kilometrów od zgłoszonego epicentrum spokojnie rozmawiali o wstrząsach wywołanych wstrząsem głównym. To była zaskakująca reakcja ludzi i domów na trzęsienie ziemi o sile 4,8 w skali Richtera, które nawiedziło region”.
„Kontrastuje to z szerokim i ogromnym odzewem mieszkańców obszaru Nowego Jorku i jego okolic, około 65 kilometrów od epicentrum” – dodali.
Niezwykła reakcja i szeroki wpływ
Trzęsienie ziemi zebrało ponad 180 000 raportów — najwięcej w historii dla pojedynczego trzęsienia ziemi otrzymanego w raporcie „Did You Feel It?” amerykańskiej służby geologicznej. aplikacja i strona internetowa – wynika z drugiego artykułu opublikowanego w Rekord sejsmiczny przez sejsmologa USGS Olivera Boyda i współpracowników.
Boyd i jego współpracownicy twierdzą, że trzęsienie ziemi odczuło około 42 miliony ludzi między Wirginią a Maine.
Raporty od osób na południowy zachód od epicentrum, w kierunku Waszyngtonu, wskazywały na „słabe” wstrząsy w skali używanej przez USGS do pomiaru intensywności trzęsienia ziemi, podczas gdy osoby donoszące z północnego wschodu od epicentrum odczuły drżenie „od lekkiego do umiarkowanego”.
Jednakże w oparciu o poprzednie modele wielkości i intensywności trzęsień ziemi opracowane dla wschodnich Stanów Zjednoczonych, trzęsienie ziemi o sile 4,8 w skali Richtera powinno spowodować bardzo silne wstrząsy w promieniu około 10 kilometrów lub około sześciu mil od epicentrum.
Mając na uwadze ten wzór, Kim i współpracownicy chcieli bliżej przyjrzeć się kierunkowi pęknięcia trzęsienia ziemi. Aby modelować pęknięcie, wykorzystano rodzaj fali sejsmicznej zwanej falami Lg, ze względu na brak pobliskich obserwacji sejsmicznych w czasie głównego wstrząsu. Fale Lg to fale poprzeczne, które odbijają się w skorupie ziemskiej pomiędzy powierzchnią Ziemi a granicą pomiędzy skorupą a płaszczem.
Powstały model wskazywał, że pęknięcie trzęsienia ziemi rozprzestrzeniło się w kierunku wschodnio-północno-wschodnim i w dół, po opadającej na wschód płaszczyźnie uskoku. Naukowcy doszli do wniosku, że kierunek pęknięcia mógł skierować wstrząsy trzęsienia ziemi od epicentrum w kierunku północno-wschodnim.
Zrozumienie systemu usterek
Ogólnie rzecz biorąc, trzęsienia ziemi w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych mają charakter uskoków ciągu wzdłuż uskoków o tendencji północ-południe. Kim i współpracownicy zauważyli, że trzęsienie ziemi w New Jersey jest niezwykłe, ponieważ wydaje się, że było połączeniem mechanizmu ciągu i poślizgu wzdłuż prawdopodobnej płaszczyzny uskoku o kierunku północno-północno-wschodnim.
„Trzęsienia ziemi we wschodniej części Ameryki Północnej zwykle występują wzdłuż istniejącej strefy słabości, czyli istniejących uskoków” – wyjaśnili naukowcy. „W rejonie Tewksbury na podstawie wykrytych i zlokalizowanych licznych małych wstrząsów wtórnych można sporządzić mapę ukrytej płaszczyzny uskoku, biegnącej w kierunku północno-północno-wschodnim i umiarkowanie opadającej” po głównym wstrząsie w Tewksbury.
Boyd i współpracownicy zauważyli, że zespół zwiadowczy wysłany przez Geotechnical Extreme Events Reconnaissance Association oraz Narodowy Instytut Standardów i Technologii udokumentował pewne uszkodzenia. Oprócz pęknięć płyt kartonowo-gipsowych i przedmiotów spadających z półek zespół udokumentował częściowe zawalenie się kamiennej fasady Taylor’s Mill, przedwojennej budowli w pobliżu miasta Lebanon w stanie New Jersey.
Naukowcy nie przypisali jeszcze trzęsienia ziemi konkretnemu uskokowi, ale lokalizacja wstrząsu głównego i wstrząsów wtórnych sugeruje, że dobrze znany na tym obszarze system uskoków Ramapo nie był aktywny podczas trzęsienia ziemi.
Odkrycia mogą „pomóc nam zidentyfikować nowe źródła trzęsień ziemi i przemyśleć, w jaki sposób stres i napięcie są akomodowane we wschodnich Stanach Zjednoczonych” – powiedział Boyd.
Zauważył, że niektóre sejsmometry, które USGS szybko rozmieściło w regionie, pozostaną na miejscu przez co najmniej pięć miesięcy.
„Może to nam pomóc na przykład w badaniu mechanizmów związanych z reakcją skorupy na stres wywołany wstrząsem głównym w regionie oraz produktywnością sekwencji wstrząsów wtórnych we wschodnich Stanach Zjednoczonych” – wyjaśnił Boyd.
„Dobry zasięg stacji może również pozwolić nam obserwować, jak ruchy podłoża po trzęsieniu ziemi zmieniają się w całym regionie w zależności od wielkości, odległości epicentralnej i struktury Ziemi. Każdy z tych przykładów może pomóc nam lepiej ocenić potencjalne zagrożenia sejsmiczne”.
Referencje:
„Model pęknięcia trzęsienia ziemi w Tewksbury, New Jersey z 5 kwietnia 2024 r. na podstawie danych regionalnych fal Lg” autorstwa Sangwoo Han, Won-Young Kim, Jun Yong Park, Min-Seong Seo i YoungHee Kim, 18 września 2024 r., Rekord sejsmiczny.
DOI: 10.1785/0320240020
„Wstępne obserwacje trzęsienia ziemi z dnia 5 kwietnia 2024 r. Mw 4,8 w New Jersey” autorstwa Olivera S. Boyda, Williama D. Barnharta, Jamesa Bourke, Martina Chapmana, Paula S. Earle’a, Guo-china Dino Huanga, Jessiki A. Thompson Jobe, Won‐ Young Kim, Frederik Link, Mairi Litherland, Andrew Lloyd, Maureen D. Long, Sara McBride, Andrew J. Michael, Walter D. Mooney, Gregory S. Mountain, Sissy Nikolaou, Alexandros Savvaidis, Felix Waldhauser, Cecily J. Wolfe i Clara Yoon, 1 października 2024 r., Rekord sejsmiczny.
DOI: 10.1785/0320240024
