الزلازل فائقة السمع قوية جدًا ، وأندر بكثير مما كان يُعتقد سابقًا

في 18 أبريل 1906 ، بدأ يوم تاجر الفونوغراف في سان فرانسيسكو بيتر باسيغالوبي بشكل لا مثيل له.

“لقد استيقظت من نوم عميق عن طريق الهز الشديد ، والذي يعمل بنفس الطريقة التي يعمل بها قضم الشعب الهوائية [sic]كتب عن زلزال تاريخي بدا وكأنه ألقى بسريره “لأعلى ولأسفل في أربعة اتجاهات في وقت واحد.”

في جميع أنحاء المدينة ، استيقظت المبشرة دونالدنا كاميرون في الساعة 5:12 صباحًا على مشهد سريالي حيث “تأخذ الأرض الصلبة حركة المحيط الغاضب بينما تتحطم المداخن عبر سقفنا ، بينما تتناثر الجص والزخارف على الأرض.”

نجا باكوجالوبي وكاميرون ليخبروا قصتهم عن أخطر كارثة طبيعية في كاليفورنيا. يقدر أن 3000 شخص في منطقة خليج سان فرانسيسكو لا يفعلون ذلك.

على الرغم من عدم توفر القياسات النهائية في ذلك الوقت ، يُعتقد أن كارثة بلغت قوتها 7.8 درجة هي نوع معين من الزلازل يُعرف باسم الزلزال الفائق.
في الزلزال الفائق ، الصدع – في حالة سان أندرياس عام 1906 – ينفجر أسرع من موجة القص الزلزالية التي يمكن أن تنتقل عبر الصخر. والنتيجة هي تراكم الطاقة التي تنطلق عبر الصخور مثل الموجات الصوتية التي تتراكم ضد طائرة مقاتلة مسرعة تنفجر في طفرة صوتية.

يشاهد الناس الدخان يتصاعد من الحرائق بعد زلزال كبير ضرب سان فرانسيسكو في 18 أبريل 1906.

(مطبعة الجمعية)

تعتبر الزلازل الفائقة نادرًا نسبيًا ، حيث تم تأكيد أقل من اثني عشر حدثًا من هذا القبيل وتنازع ستة أحداث أخرى منذ عام 1906.

لكن بحثًا جديدًا من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، وجد أن هذه الأنواع من الزلازل الكارثية تحدث بشكل متكرر أكثر مما كان يُعتقد سابقًا ، خاصة على طول عيوب الصدع الناضجة مثل سان أندرياس.

باستخدام تقنية التصوير المتقدمة ، قام فريق بحث بقيادة عالم الجيوفيزياء بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس Lingsen Meng بفحص جميع الزلازل الـ 86 التي بلغت قوتها 6.7 أو أكثر على طول الصدع بين 1 يناير 2000 و 1 فبراير 2020. بعد تحليل كل حدث ، خلص الفريق إلى أن 14٪ من الزلازل كانت هذه في الواقع خارقة للزلزال – قفزة كبيرة ، مع الأخذ في الاعتبار أنه كان يُعتقد سابقًا أن القطع الفائقة تمثل أقل من 6 ٪ من جميع الزلازل.

نُشرت النتائج الشهر الماضي في مجلة Nature Geoscience.

قال عالم الزلازل إريك دونهام ، خبير الزلازل الفائقة في جامعة ستانفورد والذي لم يشارك في الدراسة: “لقد طبقوا طريقة التصوير هذه بشكل شامل للغاية لدراسة العديد والعديد من الزلازل الكبيرة ، ومعظمها لم تتم دراسته باستخدام طرق التصوير المتقدمة هذه”. . دراسة.

قال دنهام إنه في ظل غياب الأدوات التي يمكنها تحليل أخطاء الأعطال في القشرة القارية والمحيطية بفاعلية ، “يُترك لنا التخمين” في أي الأحداث تعتبر بمثابة خارقة. “تظهر هذه الورقة أنها قد لا تكون نادرة كما كنا نعتقد”.

الأرصفة المنحنية وأحجار الأرصفة نتيجة زلزال 18 أبريل 1906 في سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا.

تسبب زلزال سان فرانسيسكو في انحناء الأرصفة والأحجار المرصوفة بالحصى عند زاوية شارع 18 وشارع ليكسينغتون.

(مطبعة الجمعية)

في السابق ، اشتبه علماء الزلازل في أن هذا النوع من الزلازل أكثر شيوعًا في القارات منه في الأعطال تحت سطح البحر ، حيث تم تسجيل معظم الزلازل المؤكدة على الأرض.

ولكن باستخدام تقنية تسمى backproject ، والتي تحلل التأخيرات بين الموجات الزلزالية لتحديد مدى سرعة انتقالها ، أدرك الفريق أن الزلازل فائقة السمع شائعة في المحيط كما هي على اليابسة – تاريخياً أكثر صعوبة في مراقبتها.

وجد تحليلهم أنه بالإضافة إلى الزلازل الخمسة المؤكدة سابقًا والموثقة في مجموعة البيانات الخاصة بهم ، فإن سبعة زلازل أخرى استوفت معايير السمع الفائق.

وقال منغ عن الزلازل الفائقة التي تم تحديدها حديثًا ، والتي حدثت جميعها على طول خطوط الصدع تحت الماء بعيدًا عن متناول معظم أجهزة المراقبة الأرضية: “أنا مندهش بعض الشيء لأننا وجدنا هذا العدد الكبير”.

تزداد احتمالية حدوث الزلازل الفائقة على طول الصدوع الطويلة والناضجة مثل سان أندرياس ، حيث أزالت سنوات من النشاط العديد من الانحناءات والمطبات التي ربما تبطئ من طاقة الزلزال.

قال منغ إنه بنفس الطريقة التي يسهل بها التقاط السرعة على خط مستقيم طويل مقارنة بالطريق المتعرج ، فإن الكسر يتسارع بشكل أسرع على طول مستقيم طويل من الزمجرة.

تأتي قوة الزلزال الفائق من سرعة الكسر. عندما تتراكم الموجات الصوتية أمام طائرة نفاثة تسافر بسرعة أكبر من سرعة الصوت ، فإنها تتحد في النهاية لتشكل موجة واحدة يسمعها الناس على الأرض على أنها دوي أو دوي صوتي.

ومثلما يكون صوت الدوي أعلى من صوت هدير المحرك المعتاد ، فإن زلزال السمع الفائق يهتز أكثر.

“نفس كمية الطاقة التي يطلقها الكسر يتم إطلاقها في وقت أقل. قال منغ ، لذلك دائمًا ما يمنحك اهتزازًا أقوى.

قالت إليزابيث كوكران ، عالمة الزلازل في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية في باسادينا ، إن قوانين البناء الحالية مصممة لاستيعاب احتمال حدوث زلازل شديدة القوة. لكن من المرجح أن يتسبب عنف supershear في حدوث أزمات ثانوية تسبب الكثير من الدمار في زلزال كبير ، مثل الحرائق والانهيارات الأرضية.

قال: “هذا مقلق”. “إذا تعرضت لكسر في السمع الفائق ، فيمكنك حينئذٍ توقع شدة صدمة أقوى ، والتي يمكن أن تؤدي بعد ذلك إلى احتمالية أكبر للضرر.”

انهار حوالي 2 ٪ فقط من 28000 مبنى فقدت بسبب زلزال عام 1906 نتيجة للزلزال. ودمرت النيران المستعرة معظمها بعد أن ألحقت الهزات الأرضية أضرارا بأنابيب الغاز والمياه. قوة الزلزال مهمة ، وكذلك ما يحدث بعد توقف الاهتزاز.