“震”科普 | 古地震创造了壮丽景观,也带给我们这些启示

什么能留住时间的痕迹?

是广阔的峡谷。

什么会记住历史的沧桑?

是巍峨的高山。

然而你不知道的是,今天我们看到的一些壮丽的峡谷和高山等景观,却是百年前地震留下的痕迹。

云南的红石崖,以撕裂与崩陷的姿势,向我们展示着大自然让人惊心动魄、叹为观止的一面。

民间传言是大禹治水时,以神力劈开泄洪的。但事实是不是如此呢?

其实是由507年前,明朝的八级地震造成的。

然而古地震只有观赏价值么?

研究古地震对地震复发周期,以及认识地震发生的过程,都具有重要科学意义。

古地震学可为某一地区的地震分布规律、活动周期、烈度区划、地震形成的地质条件等研究提供重要依据。

那就跟我们一起去探寻古地震吧!

1如何寻找古地震的踪迹?

都说古地震是历史的沉淀者,那么如何寻找古地震呢?

首先,通过对地形地貌的观察,找到断层活跃的地方;然后,前往可以保留古地震证据的地方——土壤和沉积物能够覆盖的断层陡坡。

古地震搜索神器:激光雷达

寻找古地震的困难在于,沉积物覆盖后,古地震的踪迹往往无处可寻。

这时候我们的古地震搜索神器:激光雷达便出现了。

这三张照片左侧是在空中拍摄的照片——中间是非滤波激光雷达拍摄的,右侧是滤除植被的裸地激光雷达拍摄的,位于圣安德烈亚斯断层的一个位置。

我们可以很明显的看出:在前两张图像中难寻踪迹的断层,在裸地激光雷达中变得“无处遁形”。

古地震判断:挖沟与锯树

接下来我们需要了解沉积物和土壤层在地表下随时间沉积的情况——这个时候,我们就要在断层上开挖沟槽。

在沟槽中,我们可以看到一层层的沉积物和土壤,就像一摞书堆在一起。当一次地震沿着断层发生时,这些叠层会被破坏,发生弯曲和偏移。随着时间的推移,新的沉积层又在地表形成。

图中显示了两次古地震的裂痕(红线),这些裂痕又被地震后形成的水平沉积物填平。

除了开挖沟槽外,还有其他一些相当有趣的技术来识别古地震。

例如,使用树木年代学知识或树木年轮来寻找古地震的证据。

曾经经受严重晃动、由于晃动而造成了倾斜、或是由于沉陷而淹没在盐水的树木,它们的健康状况会因此受损,并且在地震后一段时间内无法像往常一样快速生长。

在某些情况下,树木可能会在一次大地震中被直接“杀死”。在这段时间后形成的树木年轮就会比正常情况下要细薄。

2如何确定古地震的“年龄”?

怎样通过观察探槽的古地震遗迹来确定地震的发生年代?

我们可以通过这些被打乱顺序的沉积物叠层,了解最近一次发生的古地震的时间,在那次地震之前一次地震是何时发生等等......

上图所示的是位于美国加州圣安德列斯断层Pallett Greek一段。

从古地震观测点采集的样本中提取古地震“年龄”的方法有很多种。

大多数人所熟知的年代测定技术,也是最常见的,是放射性碳测年法。

更先进的方法是,使用加速器质谱(AMS),通过测量样品中放射性碳同位素的数量来确定样本的年龄。

用于放射性碳年代测定的淤泥和沙子层1中的一块木炭。

(见照片左下方的红色框)

3如何估测古地震的等级?

科学家们提出,表面特征(如溪流或沟壑)的偏移的大小与地震的大小在本质上相关。

举例来说,7.0级的地震平均使地面偏移约1米,而7.5级地震的平均偏移量约为2.6米。

此外,间接证据也可用于估算被地震影响的区域范围。

例如,可以在一个区域内监测流沙或地震诱发滑坡等其他液化特征的变化情况,以确定地震的晃动幅度和破坏程度。

然后将震动模式与已知震级的地震模式进行比较,以确定最符合观测结果的震级。

研究古地震不仅仅能将地震地质灾害的产生、分布规律与治理规划提出合理的解释和应对方案。探究过去,才能期望未来!

资料来源:

https://earthquake.usgs.gov/learn/topics/paleo-intro/#site-sectionnav

翻译:DYR

本文转载自:地震三点通