Оровильское землетрясение, Калифорния, 1975 г.

Один из примеров, касающихся предсказания землетрясений и возможного их возбуждения при изменении уровня грунтовых вод,-недавняя серия землетрясений, возникших около города Оровилл в северо-восточной части штата Калифорния. Главный толчок этой серии, происшедший 1 августа 1975 г. в 1 ч 20 мин пополудни, не вызвал крупных разрушений ни в Оровилле, ни в прилегающих пунктах, но он привлек к себе большой интерес, так как возник всего лишь в 10 км к юго-западу от Оровильской плотины (рис. 3). Эта крупнейшая в Северной Америке земляная плотина, расположенная у западных предгорьев Сьерра-Невады, имеет высоту 236 м; емкость водохранилища составляет 4365 млн. м3. Наполнение резервуара началось в ноябре 1967 г. и было завершено в сентябре 1968 г.

Район характеризовался низкой сейсмичностью, но обычно каждый год в радиусе 50 км от участка строительства происхо­дило несколько слабых .землетрясений. За 25 лет до начала строительства, 8 февраля 1940 г., было отмечено землетрясение с магнитудой 5,7, очаг которого располагался примерно в 50 км к северу от Оровилла. Землетрясение не вызвало никаких разру­шений и почти не привлекло внимания. Тем не менее перед строительством здесь большой плотины в 1963 г. в километре се­вернее этого участка были установлены сейсмографы, чтобы сле­дить за фоновой сейсмичностью. Приборы не отметили никакого изменения низкого уровня сейсмической активности в радиусе 30 км от водохранилища ни во время строительства, ни в период

Оровильское землетрясение, Калифорния, 1975 г.
 наполнения, ни после того, как вода достигла наивысшего уров­ня с 1969 г. до начала 1975 г.

28 июня 1975 г. юго-западнее Оровильского водохранилища было отмечено несколько слабых толчков. Конечно, никто не знал, форшоки ли это более крупного землетрясения или просто рой землетрясений малой магнитуды, достаточно обычных для многих районов Калифорнии. Тем не менее было установлено несколько дополнительных портативных сейсмостанций, чтобы лучше проследить за положением очагов землетрясений. В тече­ние июля примерно в одном и том же месте было зарегистриро­вано около 20 слабых толчков, наибольший из которых имел магнитуду 4,7. К концу июля стало казаться, что сейсмическая активность упала.

Однако ранним утром 1 августа подземные толчки включили систему сейсмической тревоги Сейсмологической станции Кали­форнийского университета, а сейсмограммы показали, что около Оровилла произошло землетрясение с магнитудой 4,7. Позднее в то же утро, в 6 ч 30 мин, поблизости было отмечено еще одно небольшое землетрясение.

Здесь, наверное, уместно рассказать, как все это коснулось лично меня. Поскольку я был членом консультативного совета по анализу сейсмической опасности при Калифорнийском управ­лении водных ресурсов (которому принадлежала плотина), мне пришлось внимательно наблюдать за этой серией землетрясений. Оживление сейсмической активности утром 1 августа побудило меня позвонить профессору Калифорнийского технологического института Г. Хаузнеру, который был председателем нашего кон­сультативного совета. Я сказал ему, что землетрясения возобно­вились и есть хотя и малая, но вполне определенная вероятность более крупного толчка, и предложил ему связаться по этому по­воду с Управлением. Он сделал это, и инженеры, ответственные за работу различных участков плотины, провели специальную проверку самой плотины, ее оборудования и приборов.

Как раз во время этой проверки, вскоре после полудня 1 авгу­ста, произошло главное землетрясение этой серии, имевшее маг­нитуду 5,7. Таким образом, данное землетрясение было в каком-то смысле предсказано. Прогноз был основан на личном предчувствии, на ощущении необычности характера местных слабых землетрясений, что могло свидетельствовать о них как о форшоках более сильного толчка. Этот пример показывает, что при некоторых особо благоприятных условиях успех в прак­тическом прогнозе все-таки возможен. Одно из таких условий — наличие форшоков (которые бывают не всегда). По причинам научного, технического и социального характера необходимым для успешного прогноза условием является то, чтобы какой-то осведомленный человек внимательно и постоянно следил за из­менением местных условий и был способен анализировать эти изменения.

Ущерб, причиненный этим землетрясением в плейстосейсто-вой области, был небольшим. Обрушилось несколько кирпичных дымовых труб, и на улицы Оровилла рухнуло несколько плохо сложенных каменных парапетов. По модифицированной шкале Меркалли интенсивность землетрясения в городе была оценена в VII баллов. На плотине большинство приборов, установленных на несколько лет раньше как раз для такого случая, записали ко­лебания грунта очень хорошо. Они показали, что на саму плоти­ну сотрясения не повлияли. Установленные на ней акселеро­метры отметили, что максимальное ускорение было горизон­тальным и имело величину около 0,15$.

Многочисленные толчки, гипоцентры которых были с боль­шой точностью определены при помощи портативных приборов, оказались приурочены к некоторой зоне, которая имела наклон около 60° к западу в сторону долины. Глубина очагов колеба­лась от 12 км на западе почти до дневной поверхности на восто­ке (рис. 4). Направления первых продольных волн, записанных при главном толчке и афтершоках, совпадали с направлением сбросовой подвижки по разлому север-северо-западного прости­рания, по которому Сьерра-Невада перемещается вверх относи­тельно Грейт-Вэлли-Большой долины Калифорнии.

Если продолжить плоскость этого разлома, она должна пере­сечь дневную поверхность к югу от плотины. Представьте же се­бе то возбуждение, которое испытали мы, когда день или два спустя стало известно, что геологи обнаружили линию трещин, открывшихся в грунте приблизительно там, где мы указали это пересечение. Через обнаруженную линию трещин были затем в нескольких местах пройдены траншеи, и они подтвердили, что трещины являются поверхностным выражением существовавшей и раньше зоны разлома. В большинстве траншей была найдена глинка трения, а смещения почвенного слоя и коренных пород, замеренные по бортам траншей, показали, что вертикальные подвижки сбросового характера происходили за последние! 10 тысяч лет несколько раз, причем величина каждого смещения (со­ставляла несколько сантиметров. Проведенная затем съемка (По­казала, что общая длина зоны нарушений на задернованной по­верхности грунта составляет около 5 км.

После этого роя землетрясений начались рассуждения о том, был ли он связан с присутствием водохранилища. Определенный ответ на такой вопрос мы никогда не получим, так как прямых данных нет, а имеются только противоречивые косвенные со­ображения. Довод против возможного влияния водохранилища состоит в том, что слабые и умеренные землетрясения- не но­вость для предгорьев Сьерра-Невады, а геологическая карта рай­

она показывает, что линия трещин, возникших при данном зе­млетрясении, может быть соединена с обширной системой разломов, проходящих к югу от Оровилла. Геоморфологические признаки, обнаруженные вдоль зоны образования трещин, свиде­тельствуют о том, что резкие смещения, вероятно, происходили здесь и раньше в течение последних тысячелетий, поскольку к этой зоне приурочены заболоченные участки, родники и не­большие изменения высоты рельефа.

Еще один аргумент против влияния водохранилища состоит в том, что фокус главного толчка находится достаточно глубоко в земной коре и удален от озера Оровилл на 15 км. Как могло водохранилище  повлиять  на  такой  далекий участок? Даже область развития афтершоков ограничена зоной, которая пересе­кает земную поверхность южнее самого водохранилища.

Более определенные, но все же косвенные данные получены при измерениях частоты повторения форшоков и афтершоков. Повторяемость землетрясений с магнитудой выше некоторой ве­личины описывается в соответствующих зависимостях (см. при­ложение Ж) коэффициентом Ъ. В большинстве районов величина Ъ меняется от 0,7 до 1,0; в северной Калифорнии среднее значе­ние Ъ, вычисленное за несколько десятилетий, составляет около 0,8. Ранее было подсчитано, что для серий сейсмических толчков, вызванных влиянием водохранилищ Кариба и Койна (см. преды­дущий раздел), значения Ъ были выше, чем соответствующие ре­гиональные величины. Однако для Оровильских афтершоков ве­личина Ъ оказалась равна 0,6, т.е. меньше, чем значение для данного региона в целом.

Главный же довод в пользу воздействия Оровильского водо­хранилища-это просто его присутствие в близком районе. Не­сомненно, оно вызвало импульс давления, воздействовавший на воду, которая находится в породах земной коры. Возможно, что по мере того, как в результате водопроницаемости горных пород этот импульс распространялся в земной коре, он достиг ослаб­ленной зоны уже существовавшего разлома. Хотя сила импульса в ходе его распространения уменьшалась, она могла оказаться достаточной для приоткрывания микротрещин, что и позволило осуществиться подвижке по разлому; в таком случае дело об­стояло так, как с той соломинкой, которая сломала хребет верблюду.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
SQL - 48 | 0,157 сек. | 12.62 МБ