Table of Contents

Разлом Сан-Хасинто входит в число наиболее сейсмически активных систем разломов в Калифорнии, производя более мелкие и умеренные землетрясения, чем любой другой разлом в Южной Калифорнии.В то время как разлом Сан-Андреас часто доминирует в общественном сознании, разлом Сан-Хасинто представляет прямую и непосредственную опасность для миллионов жителей, живущих вдоль его следа. Его быстрая скорость проскальзывания, сложная геометрия и история разрушительных землетрясений делают его критическим центром для сейсмологов и специалистов по планированию чрезвычайных ситуаций. Понимание этого разлома имеет важное значение для любого, кто живет в или около Южной Калифорнии, поскольку он непосредственно формирует риск землетрясения в регионе и стратегии, необходимые для снижения потенциальных потерь.

Обзор и геологический контекст разлома Сан-Хасинто

Разлом Сан-Хасинто является правосторонним разломом, что означает, что, когда вы смотрите через линию разлома, противоположная сторона движется вправо. Он простирается примерно на 130 миль (210 км) от Солтон-Моря на юге через долину Сан-Хасинто, Риверсайд, Сан-Бернардино и в горы Сан-Габриэль около перевала Каджон. На его северном конце разлом сходится с системой разлома Сан-Андреас, создавая сложную зону деформации, которая влияет на сейсмическое поведение на широкой территории.

Геологически разлом Сан-Хасинто является частью Тихоокеанско-Североамериканской системы границы плит, которая вмещает около 50 миллиметров относительного движения плит каждый год. Разлом Сан-Хасинто сам по себе занимает примерно 12-22 миллиметра этого движения ежегодно, что делает его одним из самых быстро сползающих разломов в Калифорнии. Эта высокая скорость скольжения является основной причиной его повышенной сейсмичности. Разлом разделен на несколько сегментов, каждый с различными характеристиками разрыва и интервалами рецидива. Зона разлома узкая в некоторых областях, например, через долину Сан-Хасинто, и шире в других, например, вблизи пересечения с разломом Сан-Андреас на перевале Каджон.

Типы пород вдоль разлома различаются, в том числе гранитные подвальные породы, осадочные отложения и аллювиальное наполнение. Эта вариация влияет на то, как распространяются сейсмические волны и как происходит тряска земли в разных областях. Разлом также связан с несколькими бассейнами с тягой и провисающими прудами, включая Мистик-Лейк и озеро Сан-Хасинто, которые являются поверхностными выражениями экстенсионального и компрессионного поведения разлома.

Историческая сейсмическая активность и заметные землетрясения

В разломе Сан-Хасинто хорошо документированная история землетрясений, инструментальные записи датируются концом 19 века, эта историческая запись в сочетании с палеосейсмическим траншеей дает подробное понимание поведения разлома на протяжении сотен-тысяч лет.

Землетрясение в Сан-Хасинто 1899 года

22 июля 1899 года землетрясение магнитудой 6,7 ударило по долине Сан-Хасинто, нанеся обширный ущерб в городах Сан-Хасинто и Хемет. Землетрясение разрушило глинобитные здания, повредило кирпичные конструкции и создало поверхностные разрывы, которые простирались на несколько миль.Это событие остаётся одним из крупнейших землетрясений на разломе Сан-Хасинто и служит напоминанием о потенциале разлома для разрушительного встряхивания.

Землетрясение в Сан-Хасинто 1918 года

Землетрясение магнитудой 6,8 21 апреля 1918 года нанесло значительный ущерб по всей территории округов Риверсайд и Сан-Бернардино. Эпицентр находился недалеко от города Сан-Хасинто, а тряска ощущалась так же далеко, как и Лос-Анджелес. Землетрясение вызвало оползни в горах Сан-Хасинто и нанесло ущерб ирригационным системам и железным дорогам. За этим событием последовали многочисленные афтершоки, продолжавшиеся неделями.

Землетрясение в горах Боррего 1968 года

8 апреля 1968 года в районе горы Боррего, недалеко от южного конца разлома Сан-Хасинто, произошло землетрясение магнитудой 6,5, которое привело к четко определенному разрыву поверхности длиной около 20 миль со смещениями до 15 дюймов, которое было тщательно изучено геологами и предоставило важные данные о механике разломов и процессах разрыва поверхности.

1987 - Последовательность землетрясений в Суевериях

24 ноября 1987 года землетрясение магнитудой 6,2, за которым шесть часов спустя последовало землетрясение магнитудой 6,6, произошло в районе Суеверных холмов вблизи южного конца разлома Сан-Хасинто. Эта последовательность подчеркнула сложность взаимодействия разломов и возможность быстрого повторения нескольких крупных землетрясений. Землетрясения нанесли ущерб городу Империал, нарушили систему распределения воды в регионе и предоставили ценные данные для понимания сейсмичности.

Землетрясение в Пасхальное воскресенье 2010 года

4 апреля 2010 года землетрясение магнитудой 7,2 произошло в районе Сьерра-Мэр в штате Калифорния, Мексика, к югу от границы США. В то время как это землетрясение произошло на системе разломов, связанных с разломом Сан-Хасинто, оно вызвало значительное увеличение сейсмичности на разломах Сан-Хасинто и Эльсиноре. Это событие продемонстрировало взаимосвязанность систем разломов и каскадные эффекты, которые могут иметь крупные землетрясения.

Сегменты разломов и структурная сложность

Разлом Сан-Хасинто — это не один сплошной разрыв, а сегментированная система с отдельными секциями, которые могут разрываться независимо или в комбинации. Понимание этих сегментов имеет решающее значение для прогнозирования землетрясений и оценки опасности.

Северный сегмент (Сан-Бернардино на Каджон-Пасс)

Северный отрезок простирается от города Сан-Бернардино до его пересечения с разломом Сан-Андреас на перевале Каджон. Этот отрезок характеризуется узким, хорошо определённым следом разлома и высокой скоростью скольжения. Отрезок имеет интервал повторения примерно 150—250 лет при крупных землетрясениях и считается одним из самых опасных участков из-за близости к густонаселённой Внутренней империи.

Центральный сегмент (Долина Сан-Хасинто до Риверсайда)

Центральный сегмент проходит через долину Сан-Хасинто и города Хемет, Сан-Хасинто и Риверсайд. Этот сегмент более геометрически сложен, с множеством нитей и ступеней. На этом сегменте произошли землетрясения 1899 и 1918 годов, а палеосейсмические исследования показывают, что крупные землетрясения происходили в среднем каждые 150—200 лет. Близость сегмента к растущим пригородным районам делает его значительной опасностью.

Южный сегмент (Анза в Солтон-Си)

Южный сегмент простирается от района Анза на юго-восток до Солтон-Си. Этот сегмент включает в себя несколько крупных ветвей, в том числе разлом Койот-Крик и разлом Суеверия Хиллз. В этой зоне произошли землетрясения 1968 года в горах Боррего и 1987 года в Суевериях. Южный сегмент имеет немного более медленную скорость скольжения, чем центральный и северный сегменты, но все еще производит частые умеренные землетрясения. Взаимодействие сегмента с разломом Сан-Андреас возле Солтон-Си является областью активных исследований.

Койот Крик и Кларк Стрэндс

Два важных разлома южного сегмента — разлом Койот-Крик и разлом Кларка. Эти нити распределяют разлом по более широкой зоне и создают сложные структуры разрыва. Разлом Кларка особенно примечателен своей связью с главным следом разлома Сан-Хасинто и его ролью в аккомодации деформации на южном конце системы разломов.

Отношения с Сан-Андреасом

Разломы Сан-Хасинто и Сан-Андреас тесно связаны, как структурно, так и сейсмически. На их северном пересечении в перевале Каджон два разлома находятся примерно в 2 милях друг от друга. Эта близость поднимает важные вопросы о взаимодействии разломов и потенциале каскадных разрывов.

Исследования показывают, что изменения напряжения от землетрясений на одном разломе могут вызвать землетрясения на другом. Например, землетрясение в Форт-Тейон 1857 года на разломе Сан-Андреас, возможно, сместило напряжение на разлом Сан-Джасинто, потенциально вызвав землетрясения 1899 и 1918 годов. Аналогично, землетрясения в 1992 году на Ландерс и 1999 году на шахте Гектора на близлежащих разломах увеличили нагрузку на систему Сан-Джасинто, что привело к повышенной сейсмичности.

Разлом Сан-Хасинто часто называют «разломом сестры» разлома Сан-Андреас, и вместе они образуют основную часть границы плит в Южной Калифорнии. Общая скорость проскальзывания по обоим разломам на перевале Каджон составляет около 35-40 миллиметров в год, что указывает на то, что они разделяют нагрузку движения плит. Понимание того, как эти разломы взаимодействуют, имеет решающее значение для вероятностных моделей сейсмической опасности, используемых в строительных кодах и страховом рейтинге.

Сейсмическая опасность и риск для сообществ

Разлом Сан-Хасинто напрямую угрожает крупному населенному центру в Южной Калифорнии, в том числе городам Сан-Бернардино, Риверсайд, Хемет, Сан-Хасинто и многочисленным небольшим общинам.Разлом проходит в пределах нескольких миль от критической инфраструктуры, включая Калифорнийский акведук, основные автострады (I-15, I-215, SR-91), газопроводы природного газа и линии электропередач.

Встряхивание и сжижение земли

Землетрясение от большого землетрясения разлома Сан-Хасинто было бы серьезным, особенно в районах с мягкими почвами.Долина Сан-Хасинто, равнина Перрис и бассейн Сан-Бернардино лежат в основе осадочных отложений, которые могут усиливать сейсмические волны и увеличивать интенсивность сотрясения. Ликвефакция, явление, когда насыщенные водой почвы временно теряют силу во время сотрясения, является значительной опасностью в низменных районах, таких как пойма реки Сан-Хасинто и вблизи Солтон-Си.

Поверхностный разрыв

Разрыв поверхности — прямая опасность для сооружений, построенных по всему следу разлома. Строительные коды требуют отступления от активных следов разлома, но многие старые здания и инфраструктура были построены до того, как эти коды были на месте. Потенциал разрыва поверхности вдоль разлома Сан-Хасинто хорошо задокументирован историческими землетрясениями и палеосейсмическими исследованиями. Разрыв может продолжаться десятки миль, повреждая дороги, трубопроводы и фундаменты.

оползни

Густая местность вдоль разлома, особенно в горах Сан-Хасинто и Санта-Роза, подвержена спровоцированным землетрясением оползням. Землетрясение 1918 года вызвало многочисленные оползни, и будущие события, вероятно, приведут к аналогичным опасностям. Эти оползни могут блокировать дороги, повредить имущество и создать обломки, которые могут угрожать сообществам у основания склонов.

Экономические и социальные последствия

Большое землетрясение на разломе Сан-Хасинто будет иметь существенные экономические последствия, включая ущерб домам, предприятиям и инфраструктуре. Экономика региона, движимая логистикой, здравоохранением, образованием и сельским хозяйством, может быть серьезно нарушена. Межштатные коридоры 15 и 215 жизненно важны для перемещения товаров между Южной Калифорнией и остальной частью страны, и ущерб этим маршрутам может иметь национальные экономические последствия. Кроме того, в регионе есть значительное население малообеспеченных и уязвимых жителей, которые могут столкнуться с большими трудностями при восстановлении после потерь от землетрясения.

Мониторинг и исследовательские усилия

Разлом Сан-Хасинто является одним из наиболее широко контролируемых неисправностей в мире. Плотная сеть сейсмометров, GPS-станций, тензометров и крейпметров предоставляет данные о поведении неисправностей в режиме реального времени. Эта инфраструктура мониторинга поддерживает системы раннего предупреждения, прогнозирования землетрясений и научные исследования.

Сейсмические сети

Сейсмическая сеть Южной Калифорнии (SCSN), управляемая Геологической службой США (USGS) и Caltech, поддерживает сотни сейсмических станций по всему региону. Эти станции обнаруживают и обнаруживают землетрясения с высокой точностью, позволяя сейсмологам картировать структуры разломов и идентифицировать образцы сейсмичности. Сейсмическая сеть Анзы, массив высокой плотности, установленный в 1970-х годах, предоставляет подробные данные о южном сегменте разлома Сан-Хасинто и способствовала пониманию процессов зарождения и разрыва землетрясений.

GPS и геодезический мониторинг

GPS-станции по всему региону измеряют деформацию коры и накопление деформаций. Эти данные используются для расчета скорости скольжения на разломах и оценки вероятности будущих землетрясений. Исследования данных GPS показали, что разлом Сан-Хасинто ползет по поверхности в некоторых районах, например, вблизи Сан-Бернардино, в то время как другие участки остаются заблокированными и способны производить крупные землетрясения. Понимание того, где происходит ползение и где оно не имеет решающего значения для оценки опасности.

Палеосейсмические исследования

Исследования траншей вдоль разлома Сан-Хасинто выявили историю крупных землетрясений, длившихся тысячи лет. Путем раскопки следов разлома и датировки смещенных отложений ученые могут определить сроки и величину доисторических землетрясений. Эти исследования показывают, что разлом Сан-Хасинто произвел землетрясения магнитудой 7,0 или более с интервалами примерно от 150 до 300 лет, в зависимости от сегмента. Эта информация используется для расчета интервалов повторения и для информирования прогнозов землетрясений.

Системы раннего предупреждения

Система раннего оповещения Геологической службы США ShakeAlert использует данные сейсмических сетей для обнаружения землетрясений и обеспечения предупредительных секунд до прибытия сильного встряхивания. Разлом Сан-Хасинто хорошо покрыт сейсмической сетью, используемой ShakeAlert, и система уже активирована для умеренных землетрясений на разломе. Для крупного землетрясения время предупреждения может составлять от нескольких секунд до десятков секунд, в зависимости от местоположения эпицентра относительно населенного пункта. Это короткое окно может использоваться для замедления поездов, открытия дверей пожарной части и активации автоматизированных систем безопасности.

Стратегии готовности и смягчения

Учитывая продемонстрированную опасность, создаваемую разломом Сан-Хасинто, необходимо обеспечить индивидуальную и общественную готовность, а системы мониторинга и раннего предупреждения предоставляют ценные инструменты, однако наиболее эффективная защита обеспечивается действиями, предпринятыми до землетрясения.

Строительные коды и реконструкция

Сейсмические строительные нормы Калифорнии обновлялись на протяжении многих лет, чтобы учесть уроки, извлеченные из землетрясений, в том числе из разлома Сан-Хасинто. Здания, построенные после 1990-х годов, как правило, спроектированы так, чтобы выдерживать сильное тряска с минимальным ущербом. Однако многие старые структуры, включая неукрепленные каменные здания, квартиры с мягкими этажами и непроводящие бетонные рамы, остаются уязвимыми. Модернизация этих зданий может значительно снизить риск обрушения и травм. Программы, такие как стимулы для модернизации Калифорнийского управления по землетрясениям и постановления местных органов власти, поддерживают эти усилия.

Укрепление коммунальных услуг и инфраструктуры

Уязвимость спасательной инфраструктуры, такой как водопроводная, энергетическая и транспортная системы, является серьезной проблемой. Водные предприятия региона приступили к реализации мер по обеспечению сейсмической устойчивости, включая установку гибких соединений на переездах по неисправностям, обеспечение безопасности резервуаров для хранения и развитие пунктов аварийного водоснабжения. Электроэнергетические предприятия работают над укреплением передающих вышек и подстанций. Транспортные агентства проводят оценку мостов и тоннелей вдоль основных коридоров для сейсмической уязвимости и проводят модернизацию там, где это необходимо.

Планирование чрезвычайных ситуаций и государственное образование

Местные органы власти в округах Риверсайд и Сан-Бернардино разработали планы реагирования на землетрясения, которые направлены на устранение конкретных опасностей, связанных с разломом Сан-Хасинто. Эти планы включают протоколы для активации центров чрезвычайных операций, координации поисково-спасательных операций и предоставления общественной информации. Программы просвещения общин, такие как «Альянс страны землетрясения» и местные учения «Great ShakeOut», помогают жителям узнать, что делать во время и после землетрясения. Личная готовность, такая как наличие набора предметов снабжения, обеспечение безопасности тяжелых предметов и разработка плана семейных коммуникаций, остается единственным наиболее эффективным способом уменьшить воздействие землетрясения.

Планирование землепользования

Карты зонирования разломов Alquist-Priolo, которые определяют зоны, где известны или подозреваются активные следы разломов, используются местными органами власти для регулирования развития в пределах 50 футов от активного разлома. Эти правила применяются к разлому Сан-Хасинто и помогают предотвратить новое строительство непосредственно на следе разлома. Однако эти зоны ограничены опасностью разрыва поверхности и не касаются опасности встряхивания, сжижения или оползней. Сейсмические зоны опасности для этих других опасностей были отображены Калифорнийской геологической службой и должны учитываться в решениях о землепользовании.

Будущие направления исследований

Продолжающиеся исследования разлома Сан-Хасинто продолжают совершенствовать наше понимание его поведения и рисков, которые он представляет.Ключевые области исследования включают детальную структуру зоны разлома на глубине, механику зарождения и разрыва землетрясений, взаимодействие с разломом Сан-Андреас и потенциал для более крупных землетрясений, чем наблюдалось исторически.

Новые технологии, такие как распределенное акустическое зондирование (DAS) с использованием волоконно-оптических кабелей, развертываются вдоль разлома для изображения недр и обнаружения небольших землетрясений с беспрецедентным разрешением. Для выявления закономерностей в сейсмических данных, которые могут привести к лучшему прогнозированию землетрясений, используются алгоритмы машинного обучения. Разрабатываются улучшенные модели взаимодействия разломов для оценки вероятности каскадных разрывов, которые могут привести к землетрясениям больше, чем ожидалось ранее.

Палеосейсмические исследования продолжают поиск доказательств землетрясений, которые предшествовали историческим записям, обеспечивая более долгосрочную перспективу поведения разломов. Оффшорные исследования в Солтонском море исследуют самое южное расширение разлома и его связь с разломом Сан-Андреас. Каждое новое исследование добавляет к фундаменту знаний, которые поддерживают оценку опасности и общественную безопасность.

Заключение

Разлом Сан-Хасинто является определяющей чертой сейсмического ландшафта Южной Калифорнии. Его высокая скорость скольжения, частая сейсмичность и близость к растущему населению делают его одним из самых последовательных недостатков в Соединенных Штатах. Исторические записи документируют его способность к разрушительным землетрясениям, и палеосейсмические данные подтверждают, что будущие крупные события неизбежны. Хотя разлом не является домашним именем, таким как Сан-Андреас, он представляет собой сопоставимую угрозу для миллионов людей и критической инфраструктуры, которая поддерживает региональную и национальную экономику. Понимание разлома Сан-Хасинто, мониторинг его поведения и подготовка к землетрясениям, которые он произведет, являются важными шагами к созданию устойчивости в Южной Калифорнии. Сочетание научных исследований, систем раннего предупреждения, улучшений строительного кодекса и государственного образования обеспечивает прочную основу для снижения риска, но продолжающиеся инвестиции в эти области необходимы, чтобы идти в ногу с ростом региона и динамичным характером опасности.