Table of Contents

Карибская плита: тектонический перекресток

Карибский регион находится на вершине одной из самых тектонически активных областей на Земле, где Карибская плита взаимодействует с четырьмя крупными соседними плитами: Североамериканской плитой, Южноамериканской плитой, плитой Кокоса и плитой Наска.Эти взаимодействия создают сложную мозаику пограничных типов, включая разломы трансформаций, зоны субдукции и расходящиеся поля, что делает регион естественной лабораторией для изучения механики землетрясений и сейсмических опасностей.

Сама Карибская плита представляет собой относительно небольшую океаническую тектоническую плиту, площадью около 3,2 млн кв. км, которая движется на восток относительно окружающих плит со скоростью примерно 20 миллиметров в год. Это движение обусловлено движением на запад Северо- и Южно-Американских плит, создавая сжатие и напряжение вдоль краев плит. Результатом является ландшафт, отмеченный вулканическими дугами, глубокими океанскими траншеями и поднятыми горными хребтами, которые свидетельствуют о миллионах лет тектонической активности.

Понимание геометрии и поведения этих границ плит имеет решающее значение для оценки риска землетрясений на Карибах, где более 40 миллионов человек живут в прибрежных и внутренних районах, уязвимых к сейсмическим потрясениям, цунами и извержениям вулканов.В регионе произошли одни из самых разрушительных землетрясений в истории, включая землетрясение на Гаити в 2010 году, унесшее более 160 000 жизней, и землетрясение на Ямайке в 1692 году, которое разрушило Порт-Ройал.

Основные границы плиты Карибского моря

Северная граница: зона разлома Септентриональ-Ориенте

Северная граница между Карибской плитой и Североамериканской плитой является в первую очередь запасом трансформации скольжения, идущим из Центральной Америки через Кайманово впадину и в северные Карибские острова. Наиболее заметной особенностью этой границы является зона разлома Септентриональ-Ориенте, левосторонняя система разлома скольжения удара, которая простирается от Кубы мимо Эспаньолы и в впадину Пуэрто-Рико.

Эта граница преобразования вмещает движение на восток Карибской плиты относительно Североамериканской плиты. Кайманово впадина , глубокий бассейн тяги в центре этой системы, является одной из самых поразительных особенностей границы, достигая глубин почти 7000 метров. Разломы трансформации в этом регионе порождают частые землетрясения средней и большой величины, включая событие магнитудой 7,0, которое поразило Гаити в 2010 году вдоль разлома Энрикильо-Плантен-Гарден, игра более крупной Септентриональной системы.

Сейсмичность вдоль северной границы характеризуется мелкофокусными землетрясениями (глубины менее 30 километров), которые могут вызвать интенсивные сотрясения земли над широкими районами.Близость крупных населенных пунктов, таких как Порт-о-Пренс, Сантьяго-де-Куба и Сан-Хуан, к этим активным разломам делает этот один из самых сейсмически опасных регионов в Карибском бассейне.

Восточная граница: зона субдукции Малых Антильских островов

Восточная граница Карибской плиты определяется зоной субдукции Лессер-Антильских островов, где Североамериканская плита опускается под Карибскую плиту. Этот сходящийся край образует классическую островную дуговую систему, простирающуюся от Виргинских островов на севере до побережья Венесуэлы на юге. Атлантическая океаническая литосфера погружается на запад в мантию, создавая глубокие землетрясения, которые могут достигать величин более 8,0.

Субдукция в Малых Антильских островах относительно медленная, в среднем около 20 миллиметров в год, но она производит устойчивый поток сейсмической активности. А Зона Вадати-Бениоффа промежуточных и глубокофокусных землетрясений простирается на запад под дугой, определяя нисходящую плиту на глубину примерно 200 километров. Самые крупные зарегистрированные землетрясения в восточной части Карибского моря, такие как событие магнитудой 8,1 к северу от Пуэрто-Рико в 1946 году и землетрясение магнитудой 7,9 Гваделупы 1843 года, произошли вдоль этой границы.

Зона субдукции Малых Антильских островов также управляет вулканической активностью вдоль дуги, с активными вулканами, такими как гора Пеле на Мартинике, Суфриерские холмы на Монтсеррате и Ла Суфриер на Сент-Винсенте.Взаимодействие между сейсмическими и вулканическими опасностями создает многоопасную среду, которая требует интегрированных стратегий мониторинга и реагирования.

Южная граница: деформированный пояс Южного Карибского моря

Южная граница между Карибской плитой и Южноамериканской плитой представляет собой сложную зону наклонной конвергенции, характеризующуюся Южно-карибским деформированным поясом и системой разломов Боконо, которая простирается от Тринидада на востоке до Колумбии на западе, включая как ударно-скользящую, так и компрессионную деформацию, когда Карибская плита движется на восток относительно Южной Америки.

На этом краю Карибская плита активно перекрывает Южноамериканскую плиту, создавая серию поясов сгиба и торфа и бассейнов передней части суши. Разлом Боконо в Венесуэле является основным правосторонним разломом, который вызвал разрушительные землетрясения, в том числе землетрясение магнитудой 7,5, которое разрушило Куману в 1797 году и землетрясение магнитудой 7,0 Каракаса в 1967 году.

В Тринидаде и Тобаго разлом Эль-Пилар и разлом Центрального хребта[2] вмещают сложную перегородку деформации между двумя плитами. Землетрясения вдоль южной границы имеют тенденцию быть неглубокими и могут нанести значительный ущерб в густонаселенных районах, включая Каракас, Валенсию и Маракайбо.

Западная граница: ближневосточная впадина

Западная граница Карибской плиты определяется Среднеамериканской впадиной, зоной субдукции, где плита Кокоса опускается под Карибской плитой вдоль тихоокеанского побережья Центральной Америки. Эта граница простирается от южной Мексики до Коста-Рики и является одним из самых сейсмически активных регионов в мире, регулярно создавая крупные землетрясения.

Субдукция вдоль Среднеамериканского желоба производит мегатравматические землетрясения, которые могут превышать магнитуду 8,0, такие как землетрясение в Чьяпасе в 2017 году (величина 8,1) и землетрясение в Никарагуа в 1992 году (величина 7,7). Эти события представляют значительный риск цунами для прибрежных сообществ вдоль тихоокеанского края Центральной Америки.

Подводная плита Кокоса пропускает со скоростью около 70 миллиметров в год, создавая четко очерченную зону Вадати-Бениоффа, которая простирается до глубин 200 километров. Эта субдукция также питает вулканическую дугу Центральной Америки, включающую более 100 действующих вулканов, от Волькана де Фуэго в Гватемале до Турриальбы в Коста-Рике.

Сейсмические горячие точки и зоны риска землетрясений

Эспаньола: опасность тройного соединения

Эспаньола, разделяемая Гаити и Доминиканской Республикой, находится на сложном тройном стыке, где граница преобразования зоны разлома Септентриональ-Ориенте встречается с зоной субдукции впадины Пуэрто-Рико. Эта тектоническая геометрия создает широкую зону деформации, которая включает в себя несколько активных разломов, способных генерировать большие землетрясения.

Разлом Энрикильо-Плантен-Гарден, который проходит через южную Гаити, вызвал катастрофическое землетрясение магнитудой 7,0 в 2010 году. Однако этот разлом является лишь одной из нескольких активных структур на острове. Септентриональный разлом на севере и разлом на юге также представляют значительную сейсмическую угрозу. Сейсмологи оценивают, что разлом Энрикильо накопил значительный стресс и может вызвать еще одно крупное землетрясение в ближайшие десятилетия.

Эспаньола также сталкивается с опасностью цунами в результате как местных, так и отдаленных землетрясений. Землетрясение на Гаити в 2010 году вызвало небольшое локализованное цунами, которое вызвало дополнительные жертвы вдоль южного побережья. Улучшенные системы предупреждения о цунами и строительные нормы имеют решающее значение для сокращения будущих потерь.

Пуэрто-Рико и Виргинские острова

Пуэрто-Рико лежит вдоль северной границы Карибской плиты, где Североамериканская плита субдукция под Карибской плитой в впадина Пуэрто-Рико . Эта впадина, самая глубокая точка в Атлантическом океане на почти 8400 метров, является местом продолжающейся субдукции, которая порождает большие землетрясения и цунами.

Землетрясение магнитудой 7,1 в 1918 году на северо-западе Пуэрто-Рико убило 116 человек и вызвало цунами, которое поразило Мона-Пассаж. Совсем недавно последовательность землетрясений в Пуэрто-Рико в 2020 году, которая включала события магнитудой 6,4 и 6,0, нанесла значительный ущерб зданиям и инфраструктуре в южной части острова. Большая зона разлома Северного Пуэрто-Рико и система разломов Фуна являются одними из активных структур, которые представляют постоянную сейсмическую опасность.

Пуэрто-Рико также находится под угрозой цунами, вызванных подводными оползнями, которые могут быть вызваны землетрясениями, а также вулканической активностью вдоль Малых Антильских островов. Геологическая служба США и Сейсмическая сеть Пуэрто-Рико поддерживают системы мониторинга для обеспечения раннего предупреждения как о землетрясениях, так и о цунами.

Малые Антильские Вулканические Арка

На дуге островов от Саба на севере до Гренады на юге находятся 19 действующих вулканов и многочисленные подводные вулканические центры. Сейсмическая активность, связанная с движением магмы и извержениями вулканов, непрерывна, с эпизодами вулканического тремора и землетрясений, которые могут длиться месяцами или годами.Вулкан Суфриер-Хиллз на Монтсеррате, который извергся катастрофически в 1995 году, разрушил столицу Плимут и вызвал широкое перемещение населения острова.

Землетрясения в вулканической дуге обычно малы или умеренны по величине, но происходят на небольших глубинах, что заставляет их сильно чувствовать себя местными популяциями. Обсерватория вулканов Монтсеррат и Сейсмический исследовательский центр в Университете Вест-Индии контролируют вулканическую и сейсмическую активность по дуге, предоставляя важные данные для оценки опасности и прогнозирования извержений.

Вулканическая дуга также порождает цунамигенные оползни, поскольку большие объемы пород и мусора могут скользить в Карибское море во время извержений вулканов или землетрясений.Оползень 1810 года в подводном вулкане Кик-эм-Дженни к северу от Гренады является одним из примеров этой опасности.

Центральная Америка: Тихоокеанский сейсмический пояс

Тихоокеанское побережье Центральной Америки испытывает одни из самых высоких уровней сейсмической активности в мире, обусловленные субдукцией плиты Кокоса вдоль окопа Средней Америки.Страны, включая Гватемалу, Сальвадор, Гондурас, Никарагуа и Коста-Рику, сталкиваются с повторяющимися угрозами землетрясения и цунами.

Крупные мелководные землетрясения включают землетрясение в Манагуа в 1972 году магнитудой 6,2, которое разрушило столицу Никарагуа и убило более 10 000 человек, и землетрясение в Сальвадоре магнитудой 7,7 в 2001 году, которое вызвало разрушительные оползни, которые похоронили целые общины. Землетрясения глубокой направленности, происходящие в субдукционной плите Кокоса, могут ощущаться на широких территориях и нанесли ущерб даже внутри страны, как Мехико.

Центральная Америка также сталкивается с вулканической сейсмичностью , связанной с ее многочисленными активными вулканами, включая Фуэго, Пакайю, Сан-Мигель и Поас.Райки землетрясений, связанные с движением магмы, являются общими и требуют тщательного мониторинга, чтобы различать вулканические волнения и тектонические события.

Исторические землетрясения, которые сформировали регион

Карибский бассейн имеет долгую и хорошо документированную историю разрушительных землетрясений, которые повлияли на модели поселений, традиции строительства и политику борьбы со стихийными бедствиями.Понимание этих исторических событий имеет важное значение для оценки будущих сейсмических опасностей.

Землетрясение на Ямайке 1692 года, оцененное в 7,5 баллов, разрушило город Порт-Ройал и вызвало обширное сжижение, которое погрузило большую часть города под море. Землетрясение в Гваделупе 1843 года (величина 7,9) опустошило французскую колонию и вызвало значительное цунами. Землетрясение на Виргинских островах 1867 года (величина 7,5) и связанное с ним цунами нанесли значительный ущерб на северных Малых Антильских островах.

В 20-м веке землетрясение в Доминиканской Республике 1946 года (величина 8,1) вызвало разрушительное цунами, в результате которого погибло более 2000 человек. Землетрясение в Каракасе 1967 года (величина 7,0) продемонстрировало уязвимость современной инфраструктуры к событиям умеренного размера, вызвав 240 смертей и обширный ущерб в столице Венесуэлы. Землетрясение на Гаити 2004 года (не путать с событием 2010 года) ударило по северной части острова, причинив значительный ущерб, но меньше жертв.

Стратегии смягчения последствий и оценка рисков

Сети сейсмического мониторинга

Достижения в области сейсмического мониторинга значительно улучшили способность обнаруживать и находить землетрясения в Карибском регионе. Программа предупреждения о цунами USGS Caribbean и Сейсмическая сеть Пуэрто-Рико эксплуатируют сотни сейсмических станций по всему региону, предоставляя данные в реальном времени для раннего предупреждения о землетрясениях и прогнозирования цунами.

Национальные и региональные центры мониторинга, включая Институт морских наук и рыболовства на Барбадосе и Обсерваторию Сан-Каликсто в Боливии (FLT: 3), вносят вклад в растущую базу данных сейсмической активности, которая поддерживает научные исследования и картирование опасностей.

Строительные кодексы и планирование землепользования

Многие страны региона приняли современные строительные кодексы, основанные на международных стандартах, таких как Международный строительный кодекс МТП, но правоприменение остается непоследовательным, особенно в неформальных поселениях и сельских районах.

Планирование землепользования, которое позволяет избежать активных зон разломов и районов, подверженных сжижению почвы или оползням, также имеет важное значение.Карибское агентство по чрезвычайным ситуациям в случае стихийных бедствий (CDEMA) продвигает стратегии смягчения рисков по всему региону, включая оценку сейсмических рисков и государственные образовательные программы.

Государственное образование и готовность

Подготовленность на уровне общин является ключевым компонентом снижения риска землетрясений. Образовательные кампании, которые учат жителей, как реагировать во время землетрясения, включая протокол Drop, Cover и Hold On , широко распространены по всему Карибскому бассейну. Школы, больницы и другие критически важные объекты все чаще подвергаются требованиям сейсмической модернизации.

Осведомленность о цунами является еще одним важным элементом, особенно для прибрежных общин вдоль зон субдукции. Межправительственная океанографическая комиссия ЮНЕСКО координирует системы предупреждения о цунами для Карибского бассейна, включая Карибский центр предупреждения о цунами, который обеспечивает своевременные оповещения на основе данных мониторинга сейсмических и морских уровней.

Вывод: жизнь с тектоническим риском

Границы Карибской плиты являются одними из самых динамичных и опасных тектонических систем на Земле.Разнообразные типы взаимодействия плит - трансформация разломов, субдукция, конвергенция и дивергенция - создают богатый гобелен сейсмической и вулканической активности, который формирует естественную среду и представляет собой постоянные проблемы для растущего населения региона.

Хотя риск крупных землетрясений и извержений вулканов не может быть устранен, его можно регулировать путем постоянных инвестиций в инфраструктуру мониторинга, строгие стандарты строительства, планирование землепользования и государственное образование. Карибский регион продемонстрировал замечательную устойчивость перед лицом прошлых бедствий, и продолжение научных исследований и международного сотрудничества будет иметь важное значение для дальнейшего снижения воздействия будущих событий.

Для тех, кто живет в Карибском бассейне или посещает его, понимание тектонического контекста региона дает основу для оценки красоты его вулканических ландшафтов и важности подготовки к мощным силам, которые продолжают их формировать.