发现故障

如何新兴沃克车道可以分裂的美国西部

A geologist looking into a cleaned out trench exposing a fault caused by the Ridgecrest quake
发现故障
如何新兴沃克车道可以分裂的美国西部

加利福尼亚州不会陷入海洋,但它可以得到微幅离岸数百英里,使内华达州的大陆海岸线新科学家在矿山和地质在内华达或推测的大学的内华达州局。他们已经联合几十年的数据和最新的技术,研究沃克车道,约1000公里长(625英里)的走廊充斥着数百个地震断层的。

一些研究人员在大学是一组谁正在研究相对不连续的断层的大规模系统,通过西部内华达州的科学家运行的一部分。它被称为步行者车道和在约7-8亿年左右可能会成为北美板块和太平洋板块之间的新构造边界。在大学组是比较少见的,因为它包括专业知识,在三个不同时间尺度分析断裂带从几十万年(构造地质学/构造)过去约200万年(古地震学)到现在(大地测量) 。专业知识的结合是需要了解的东西可能是盛大为步行者车道的演变。在本质上,大学团队结合了最新的技术,如卫星,雷达和计算机模拟最现代化的实地调查技术。

一个主要的走滑断层系统刚东部内华达山脉的发展概念并不是新的,但最近的技术进步使人们更容易找到,并在该地区的许多地震断层提供更多的证据来投机又似是而非的地质图理念。这种想法已经得到了一些国家媒体的关注。

里奇克莱斯特最近的7.1级地震,加州,它位于东部内华达山脉和沃克车道南部内谎言,是提醒人们,内陆断层系统,步行者车道加州东部剪切带,是已知的少,但地区和北美板块之间的板边界的基础部分。

古地震学:回顾

2019年里奇克莱斯特地震是加州最大的地震在过去的20年。里奇·科勒,矿山和地质科学的内华达州局的学院paleoseismologist在那里的晃动。

An aerial view of the Ridgecrest quake fault stretching across the desert with a truck parked next to it
30英里长的里奇克莱斯特地震断层线南端的这部分是由大学的研究小组通过调查无人机。地震显著影响了海军航空武器站中国湖,这里的地表破裂的大部分和最大的地面运动的发生。

“我的专业是古地震学,所以我映射断层的地面上,包括位置和土壤沉积物被抵消找出很多地震运动是如何发生在过去的时代的证据,”他说。 “我们在该地区的研究和映射6.4级地震发生的有7月4日出现了很多地质学家,地震学家和工程师,以及人在该地区做的,因为我们是同其他专业的。他们是一个团队戈尔(岩土极端事件侦察协会)的一部分。我们被邀请进行额外的调查,所以我们决定留一个晚上。”

歌尔成员捐出自己的时间,人才和资源的极端事件,如地震里奇克莱斯特的影响,收集时间敏感的实地观察。他们报告说,1200个多名地面运动是从里奇克莱斯特前震和主震单独与许多额外的余震记录记录。克勒和研究生,伊恩·皮尔斯在内华达州地震实验室,参加了工作,来到该组的第一次会议7月5日晚上。

“那天晚上,我们在吃饭时打7.1刚过晚上8点,”克勒说。 “我们的计划改变了。”

克勒与研究生和来自亚利桑那州立大学的其他科学家,谁也对现场的其他大学相连。

“我花了小团队和我在一起。不是很多球队都在寻找故障的南端,所以我们集中在那里,”他说。 “我们绘制了破裂的整个南部地区寻找表面破裂并获得照片以南端的航空照片马赛克,包括一些无人机图像。”

球队贡献了自己的调查结果多机构的努力,用他们的破裂偏移的研究的一部分 - 偏移的滑动分布和有多大,他们(多少表面移动横向和纵向)。

“整个故障的偏移是令人印象深刻,在北部从1米去五米的中间,然后在南端一米”克勒说。 “我们就跟着错到最后,当破裂锥形下降到分米。”

1200个多名地面运动是从震和震单独记录,有许多额外的余震记录。详细的记录已被从最深的地震科学家偏移故障的最小痕迹收集。

在里奇克莱斯特地震是加洛克故障,在圣安德烈亚斯断层需要转向西方,因为它负责北面南。

“没有沿着里奇克莱斯特破裂之前映射的故障,所以有时我们得到的惊喜就是这样,”他说。 “所以现在我们正在绘制一些。”

6.4级地震,目前被引用为前震到7.1,是什么地质学家称为左旋故障。它相交,在几乎90度,由在7.1地震破裂,它只切成一半的右旋故障。 6.4地震地表破裂是长15公里(近10英里)。 7.1地震表面破裂是长50公里(约30英里)。地震都在15千米(​​近10英里)的表面之下开始。

“有在沃克车道许多活动断层,”克勒说。 “我们有大量的数据 - 无论是大地和地上 - 我们找到它匹配良好。如果我们有很多数据,我们可以更准确地确定故障的位置在地面上。”

克勒和他的团队还写道,发表在绕北山谷地区里诺东北断层活动的科学出版物直接地貌科学论文。本文的重点是确定北方的山谷,包括自西向东,最后的机会,彼得森山,莱蒙谷,弗雷德的高山,峡谷饿,西班牙语泉谷和西班牙语泉峰断裂带七个主要断裂带。

A geologist standing in the cleared out trench of the Ridgecrest fault
conni德马嘶,博士学生,调查北部沃克车道沟

活动断层和盆地涵盖北峡谷显示的地理分布的比较,他们小于盆地开发更远的南部和有较少发展成连接故障,部分原因是由于北方沃克车道的地质近期西北传播时间到过去3到5亿年的区域。

使用激光雷达衍生的山体阴影图像,航空照片,卫星图像和字段侦察,研究发现,北谷的故障能够地震源。在北方的山谷区域的行为故障,从内华达山脉前面东北沃克车道转帐单。

“众多的故障能够在任何时候产生地震,”克勒说。

奥德赛地测

助行车道不是连续故障等圣安德烈亚斯,但其开始和结束是显而易见的地震学家,地质学家和geodesists。

在20世纪90个年代geodesists看到了GPS的机会(全球定位系统),并开始策略性地固定安装GPS监控相关站已知断层系统。大地测量学是地球的形状和运动,并使用该技术的研究允许他们从GPS网络拿起信号来跟踪随着时间的推移地壳运动。从本质上讲,GPS基准站与卫星记录精细尺度(毫米),地壳的移动通信。

在沃克车道及周边地区,有超过400个监测站​​,被称为基准,但数百名世界各地的使geodesists最随时随地追踪运动。海量从卫星收集的数据的矿山地质内华达局内的内华达州大地测量实验室的服务器进行处理,并提供网上,这样全世界的科学家可以利用这些数据对他们的研究。

南部,中部和北部(雷诺是在北段):为便于研究,在100公里宽(65英里)的步行者车道三个部分引用。南部,那里的里奇克莱斯特地震发生后,有时也被称为加州东部剪切带。  

而圣安德烈斯断层系统移动的增长35毫米,约10毫米南部沃克车道移动一年,近里诺地区大约一年5〜7毫米北部沃克车道移动的纬度。在所有的,大约每太平洋,北美板块边界的一年移动50毫米,20%-25%发生在东部内华达山脉步行者车道和盆岭区,从东部的山脉一直延伸到得克萨斯州,俄勒冈下来中央墨西哥。

A geologist crouched in the cleared out Ridgecrest fault taking measurements
科林chupik,M.S。 2019年,在需要北部沃克车道沟标签之间的测量。

这些精确的测量是通过使用大地测量的,它可以记录毫米级仰角和横向变化在风景从板块运动地壳变皱,拉伸和研磨物成为可能。

故障的系统和所产生的地震的应变积累与磁铁跟踪在澳客彩票网GPS网络 - 并使用由其他机构操作的其它相似的系统。

使用GPS观测,科学家测量即前奏地震对释放累积应变的部分断层地壳的活性和持续电流变形。与多个GPS站和更多的激光雷达数据,检测在地球这些运动结合变得更精确的和普遍的。科学家们可以看到除了地震地形的不易觉察到的眼,但持续,运动。

在他们的研究,发表在科学杂志上地球和行星科学信在2016年的一个,内华达州大地测量实验室专注于活跃的变形在中央沃克车道,其定义为一套约延长正常和走滑断层莫诺湖的南东边卡森市的北部的内华达山脉的东部。

在沃克车道GPS站内华达州大地测量实验室的工作着眼于活动构造运动是前奏地震的一部分。

在这项研究中有超过此前公布的中央沃克车道GPS速度分辨率的显著改善。作者,杰恩·鲍曼,比尔·哈蒙德,cornékreemer和Geoffrey Blewitt的 - 所有在矿山和地质局在调研时内华达州大地测量实验室 - 从他们的磁体系统与连续GPS观测相结合的空间密集的半连续GPS观测美洲国家科学基金会网络每年8毫米横贯中心沃克车道展现在西北方向增加,全球定位系统的速度平稳。

澳客彩票网雷诺拥有世界上最大的GPS数据处理中心,来自世界各地的持续,全天候约18000台处理信息。内华达州大地测量实验室有可公开获得的GPS数据可以追溯到1996年的全局编录和重新处理所有15万个数据文件作为新的数据流进来 - 每30秒 - 在一次求解的参数数以万计。它使任何用户实时定位。世界各地的人使用它广泛的研究,如模拟地震和火山爆发。所得到的信息是免费提供给互联网上的任何人。

激光雷达

由科学家使用的另一种新的工具,是机载光检测和测距技术,被称为激光雷达。矿山和地质局内华达州接受 在2016年计划资助,从研究数据,2018年7月面世。

The East Carson River flood plain as modeled by 激光雷达. Streets are just visible in the desert sections, and the river can be seen snaking through the flood plain.
激光雷达卡森河附近顿的映射,内华达,表示洪水历史,有助于准确地定义,当洪水涨什么土地可能被淹没通知计划。

“我们可以用激光雷达来发现以前未知的地震断层,”福尔兹说。 “高分辨率数据由弹跳光脉冲从地球的表面收集。由植被隐藏脱颖而出,很容易识别的故障,这有助于我们决定在哪里学习,或挖渠,以了解更多关于故障“。

地雷和地质教员和地质测绘专家塞斯·迪伊内华达局牵头, 一局激光雷达项目 for the Reno area received initial funding through the USGS and the Office of Research & Innovation at the 澳客彩票网里诺.

迪伊说,该地区“新的激光雷达数据采集是相当于得到一个更好的透镜望远镜。最好的地形广泛使用20年前从一个等高线地形图上的每个40英尺(13米)。用激光雷达,我们得到与间隔至少每3英尺(1米)高程测量,精确到四英寸(10厘米)的垂直数据网格。我们现在可以快速绘制亚米级地质特征,除了在其他学科无数的应用“。

A black and white representation of the 激光雷达 scan of Mount Rose with pink links snaking along the sides of the mountain indicating glacial moraines
从雷诺的裸土:霓虹之下,此图显示的是安装冰冰川岁的路径玫瑰标志着粉色和交叉内华达州航线431冰川冰碛。

只是众多地质特征之一,所以至今在研究包括二十几个以前未知的故障的发现和更好地理解许多已知故障的发现。

“这些数据可以帮助我们把注意力集中在在哪里进行我们的地质工作,”福尔兹说。 “我们看到有在某个位置的断层崖;我们现在知道,我们需要去那里了解更多信息。这反过来将有助于我们放在一起沃克车道的拼图,更好地了解其如何演变是有关在该地区评估地震灾害。利用最先进的技术真的是至关重要的解开的东西一样复杂而有趣的沃克车道。”

构造影响

“里奇克莱斯特是一个通知,该行人通道是积极的,但也许还不如主动的圣安德烈斯断层,并有一定数量的大地震,随着时间的推移,”吉姆·福尔兹,在大学矿山和地质内华达局局长内华达州的里诺说:“例如,在孤松,加州地区有中欧文斯谷7.8级地震,有更多偏移,比里奇克莱斯特的偏移量接近5米(15英尺) - 这是嫌在中间步行者车道“。

吉姆·福尔兹,左,行为类与北部沃克车道断层崖研究生实地研究。

福尔兹和克里斯·亨利(也与矿山地质内华达局)写了题为“关于沃克车道的时空演化构造影响,”在2008年一纸纸合成的几十年的工作和丰富的数据收集由许多在多个机构(包括大学)组,分别跟踪通过时间沃克车道的演变和涉及它的构造事件板尤其是对圣安德烈斯断层的发展。他们发现该行人通道是紧密联系在一起的,从成立以来约13万年前在南内华达州拉斯维加斯附近的边界事件板到目前的配置,开始沿着内华达山脉东侧的开发大约10万年前,巧合与圣安德烈亚斯南部的移位到加利福尼亚湾。 

但它的三个科学学科,说明了步行者车道的突出的组合 - 古地震学,大地测量学和福尔兹构造地质学/构造的特产。所有三种观点在分析类似漫步者车道是至关重要的,因为它们提供了三个不同的时间框架,用以步行者车道的演变评估 - 从什么现在发生的事情,在过去100年左右,并长期(回溯几千万年)。我们在科学在澳客彩票网学院所有三个学科,里诺。

使用圣安地列斯和沃克车道,福尔兹和亨利的科学论文双方的长期发展预测,圣安地列斯的北部将在大约7至800万年内陆转移到沃克车道。加利福尼亚湾将扩大到北方,因为这发生时,把加利福尼亚州变成一个半岛数百英里长的沿新的板块边界的海岸。雷诺最终将位于或靠近加州的细长海湾的新岸线;这也将是两个板块之间的边界。这将需要7-8亿年的板块边界转移到沃克车道,而这绝对不会发生在一个大的地震事件。

“3000万年以前,山脉看上去就像安第斯山脉;那么板块边界开始发生变化,新的运动引起非常高的山脉和盆地和山脉的发展崩溃,”福尔兹说。

Jim Faulds looks out across a scenic desert vista
富克勒俯瞰在北部沃克车道

“沃克车道是在发展,类似圣安地列斯的开始阶段20-30万年前,”福尔兹说。 “不像延伸1100公里(700哩)作为连续故障30亿年历史的圣安地列斯断层,更年轻年 - 1000万元岁在南部和不到几百万岁北 - 沃克车道组成的相对不连续的,仅局部地相互连接,走滑断层其通常比100英里长(160公里)以下。

“在沃克车道大多数故障都作为圣安德烈亚斯断层相同的相对运动。步行者车道的西侧是西北移动每年一厘米(大约半英寸)。虽然圣安地列斯目前移动快四倍的沃克车道,板块边界的长期演进表明,沃克车道可能会通过时间加快“。

而板经历沿板边界连续运动,各个故障大多锁定,因为摩擦组成。他们滑相对较少,那就是当有地震。

它在哪里,是什么呢?

步行者车道开始在美国加利福尼亚州南部的莫哈韦沙漠,并延伸到内华达山脉,在里诺地区通过内华达州西部向北,然后进入加利福尼亚东北的东部。

圣安地列斯在所谓的大弯,那里的圣安地列斯使得其转向西方在其经典的西北方向前进之前,下加利福尼亚州和南部的内华达山脉的沃克车道相交北部。

从南,步行者车道运行到主教和死亡谷,加利福尼亚州。

“死亡谷是完全步行者车道内,”福尔兹说。 “塞拉波峰横向移动到右侧,并从区域拉远到东部。使地壳伸展开在这个区域 - 所以一点也不奇怪,死亡谷和MT。惠特尼,分别在北美的最低和最高点都在同一个区域“。

从那里,该系统随后向北进入内华达州霍桑附近,然后通过里诺地区,西北苏珊维尔,然后到东北加州阿尔图拉斯镇附近。在主教,加利福尼亚州,步行者车道开始大约10亿年前形成的。它的400万到五百万岁里诺地区和100万到200万年或更小,在加利福尼亚州东北部的北段。

  Two geologists in the cleared out trench of the Ridgecrest fault
科林chupik,M.S。 2019年,和conni德马嘶,博士学生,调查沟槽北部山谷映射老地震的证据。

“有很多在Reno故障 - 大部分的运动是垂直的,但GPS告诉我们有一些正确的横向运动 - 主要沃克车道故障是我们在法伦/弗利/金字塔湖地区东部,”福尔兹说:“这是有趣的是,太浩湖的底部海拔比低里诺 - 塔霍西岸断层是活跃的,切冰碛是只有约1.2岁。这些西岸断层曲线东北入太浩湖和苏珊维尔之间的沃克车道系统“。

北部沃克车道系统,地质条件非常年轻的年龄最小的一部分。

“也有明显的缺点,所以北香蜜湖路,那么大的故障到底哪里沃克车道行驶时与很多很多的小故障的莫多克高原,”他说。 “故障都相当杂乱无章。最终,步行者车道将通过加利福尼亚东北延伸,至西南俄勒冈州,然后去外海在俄勒冈州中部,在很长时期内步行者车道可以与附近的夏洛特皇后断层向北连接在加拿大不列颠哥伦比亚,切割了一大条的土地涵盖大部分加州和内华达州,俄勒冈州和华盛顿可能部分和北派他们向阿拉斯加海岸“。

这个进展,从南到北的沃克车道让人想起了圣安地列斯向北生长的故障在过去的3000万年。

“沃克车道渴望成为圣安地列斯”福尔兹说。 “如果我们看一下圣安地列斯的演变,通过时间为指导,那么沃克车道有望在大约七,八百万年板块边界从现在开始。

“我们可以通过观察过去了解未来的地质,这是地球上最好的天然实验室,研究重大过错发展的一个 - 如何大断裂带和新的板块边界形成或出生,他们如何随时间变化。”

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