Co kryje się pod Fickle Hill na północy Kalifornii? Być może odpowiedź na zagadkę dotyczącą trzęsienia ziemi, która od lat sprawia kłopot sejsmologom.
Pochodzenie trzęsienia ziemi o magnitudzie 6,5 w 1954 roku, które wstrząsnęło mieszkańcami okolicznych miejscowości przy Zatoce Humboldt, pozostawało niejasne, ale nowe badanie sugeruje zaskakujące źródło: interfejs subdukcji Cascadia.
W czasopiśmie „Bulletin of the Seismological Society of America” grupa badaczy dzieli się naukowym dochodzeniem, które doprowadziło ich do tego wniosku, w opowieści łączącej zanikające archiwalne dokumenty, nowoczesne metody i modelowanie oraz relacje świadków zdarzenia.
Zdarzenie 21 grudnia 1954 roku miało miejsce w regionie, gdzie trzęsienia ziemi są częste. Ta część wybrzeża północnej Kalifornii obejmuje Trójstyku Mendocino, w którym spotykają się płyty tektoniczne Pacyfiku, Gordy i Północnoamerykańska, i jest najbardziej aktywnym sejsmicznie obszarem na terenie 48 sąsiednich stanów.
Ale trzęsienie ziemi z 1954 roku było nietypowe pod względem lokalizacji, magnitudy i intensywności wstrząsów. Historycznie, większość dużych trzęsień ziemi w tym obszarze znajduje się na płycie Gordy, albo na jej morskim odcinku, albo pod nią podsubdukowanym pod płytą Północnoamerykańską. Nie odnotowano żadnych dużych trzęsień ziemi na warstwowych uskokach na płycie Północnoamerykańskiej w regionie w czasach instrumentalnych, chociaż uskoki były mapowane jako aktywne.
Peggy Hellweg, emerytowana sejsmolog z Laboratorium Sejsmologicznego Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley i jej koledzy doszli do wniosku, że trzęsienie ziemi było zdarzeniem naprężającym, zlokalizowanym około 11 kilometrów pod Fickle Hill na wschód od miasta Arcata. Te cechy razem wzięte sugerują, że najbardziej prawdopodobnym źródłem trzęsienia ziemi jest interfejs subdukcji Cascadia, piszą.
Strefa subdukcji Cascadia wzdłuż wybrzeża Pacyfiku na Północno-Zachodzie wzbudza duże zainteresowanie wśród społeczności naukowej i publicznej, ponieważ ma potencjał do generowania wielkich trzęsień ziemi. Trzęsienie ziemi o magnitudzie 9,0 w Cascadia w roku 1700 zatopiło lasy, opuściło wybrzeża o sześć stóp i doprowadziło do olbrzymiej fali tsunami, która spowodowała szkody aż w Japonii.
Trzęsienie ziemi w Fickle Hill może pomóc odpowiedzieć na pytania, z którymi sejsmolodzy pracowali pilnie, by rozwiązać: czy interfejs subdukcji Cascadia rupturuje się tylko w wielkich, „1700-stylowych” trzęsieniach ziemi? Czy cały interfejs zawsze się rypuje, czy może mniejsze jego części pękają same w sobie?
Jest tylko jedno inne duże udokumentowane trzęsienie ziemi w tym obszarze — trzęsienie ziemi o magnitudzie 7,2 z 1992 roku na Przylądku Mendocino — które również może mieć swoje źródło na interfejsie subdukcji, powiedziała Hellweg.
„I potem mamy to wielkie z 1700 roku, kiedy cały uskok uległ pęknięciu”, powiedziała. „Ale faktycznie nie znamy żadnych trzęsień ziemi, które zarejestrowaliśmy za pomocą instrumentów, które miały miejsce na interfejsie. I ludzie postulowali, że jest on zablokowany i nic się nie wydarzy, dopóki nie zajdzie następne wielkie trzęsienie.”
„Cascadia jest naprawdę nietypowa, ponieważ w erze instrumentalnej jest niesamowicie cicha,” powiedziała Lori Dengler, emerytowana sejsmolog z Cal Poly Humboldt i jedna z autorów badania. „Nie mamy mniejszych trzęsień ziemi, i to nie jest coś, co zazwyczaj widzi się w strefach subdukcji.”
Dodając do tego fakt, że w Hrabstwie Humboldt jest pytanie, czy uskoki zmapowane na północnoamerykańskiej płycie, które są związane z interfejsem subdukcji, „pękają same z siebie, czy tylko pękają jako część wielkiej aktywności naprzemiętnikowej? Wygląda na to, że to jest mały fragment megawypiętrzeniowy, który uległ złamaniu. To naprawdę nowe spojrzenie na to, jak działa Cascadia.”
Hellweg i jej koledzy spędzili trzy lata ponownie biorąc się za zagadkę z 1954 roku, która przez lata nosiła różne nazwy. Przeanalizowali opublikowane katalogi trzęsień ziemi, niepublikowane dane z archiwum w Berkeley oraz nowo zidentyfikowane dane z akcelerometrów, które działały w czasie trzęsienia ziemi podczas zarządzane przez United States Coast and Geodetic Survey (USCGS).
W trakcie tego procesu, Hellweg zwerbowała kolegów, by wniesli swoją wiedzę w lokalizowanie i cyfryzowanie rekordów, stworzenie chmury prawdopodobieństwa dla hipocentrum trzęsienia ziemi za pomocą nowoczesnego oprogramowania, oraz ustalenie mechanizmu trzęsienia ziemi.
Znalezienie rekordów, jak te dane były zbierane, w tym jak funkcjonowały odpowiednie stacje i instrumenty, oraz jakie obliczenia były prowadzone na tych danych przez lata, było szczególnie pomocne, zaznaczyła Hellweg, podkreślając znaczenie zachowywania tego typu dokumentów.
„Nawet kiedy myślimy o naszym nowoczesnym zbieraniu danych i tym, co zachowujemy, musimy myśleć o tym z perspektywy kogoś, kto za 50 lat może chcieć do tego wrócić i się temu przyjrzeć,” powiedziała. „Metadane są naprawdę ważne.”
Badacze ponownie podjęli się oceny intensywności trzęsienia ziemi, korzystając z raportów, które szczegółowo opisały szkody i odczuwalne wstrząsy, które były zbierane przez USCGS, archiwa gazetowe, zdjęcia, mapy szkód w zaopatrzeniu wodnym dla pobliskiego miasta Eureka, i nowo zebranych świadectw naocznych świadków.
W ramach badania badacze opublikowali ogłoszenie o opowiadania trzęsień ziemi w lokalnych gazetach i grupach na Facebooku. Historie napłynęły od ludzi, którzy byli dziećmi, gdy trzęsienie ziemi miało miejsce 71 lat temu, ale mieli niesamowicie spójne wspomnienia o pluszczących się wannach, przewracających się kominach i drgającej ziemi, co pozwoliło Hellweg i jej koledzezi oszacować intensywność trzęsienia ziemi.
11-letnia dziewczynka jechała na rowerze z przyjaciółką, kiedy poczuły wstrząsy, i obydwie natychmiast upadły na ziemię i przykryły swoje głowy, robiąc to, czego zostały nauczne w szkolnych ćwiczeniach przeciwbombowych.
Pamiętała drgającą ziemię, przewracające się kominy i iskrzące się linie energetyczne, ale jednym z obrazów, który zapadł jej w pamięci, był niespotykany widok (w 1954 roku) kobiety wychodzącej ze swojego domu z włosami nadal na wałkach.
