Зона разлома Хейворд

Карта Геологической службы США, показывающая разломы, охватывающие границу плит Тихого океана и Северной Америки.

Зона разлома Хейворд представляет собой правостороннюю сдвиговую зону геологического разлома, способную генерировать разрушительные землетрясения . Разлом был впервые упомянут в отчете Лоусона о землетрясении в Сан-Франциско 1906 года в знак признания его причастности к землетрясению 1868 года. Длина этого разлома составляет около 119 км (74 миль). Расположен в основном вдоль западного подножия холмов на восточной стороне залива Сан-Франциско . Он проходит через густонаселенные районы, включая Ричмонд , Эль-Серрито , Беркли , Окленд , Сан-Леандро , Кастро-Вэлли , Хейворд , Юнион-Сити , Фремонт и Сан-Хосе .

Разлом Хейворд параллелен разлому Сан-Андреас , который расположен на море и проходит через полуостров Сан-Франциско . К востоку от разлома Хейворд находится разлом Калаверас . В 2007 году было обнаружено, что разлом Хейворд слился с разломом Калаверас к востоку от Сан-Хосе на глубине 6,4 км (4,0 мили), что может вызвать гораздо более сильные землетрясения, чем предполагалось ранее. Некоторые геологи предложили переименовать Южный Калаверас в Южный Хейворд.

К северу от залива Сан-Пабло находится разлом Роджерс-Крик, который, как было показано в 2016 году, связан с разломом Хейворд под заливом Сан-Пабло, образуя объединенный разлом Хейворд-Роджерс-Крик длиной 190 километров (120 миль), простирающийся с севера от залива Сан-Пабло. Хилдсбург через Санта-Розу до Алум-Рок в Сан-Хосе. Другой разлом дальше на север, разлом Маакама , также считается частью «подсистемы разлома Хейворд».

В то время как разлом Сан-Андреас является основной границей трансформации между Тихоокеанской плитой и Северо-Американской плитой , разлом Хейворд-Роджерс-Крик принимает на себя свою долю общего смещения двух плит.

Тектоническая обстановка

Относительные движения плит Северной Америки, показывающие район залива Сан-Франциско с центром в сдвиговой системе разломов Сан-Андреас.

Основные статьи: Разлом (геология) , Распространение морского дна , Субдукция , Тектоника плит и Землетрясение.

Тихоокеанская плита — это основной участок земной коры, постепенно расширяющийся за счет извержения магмы вдоль Восточно-Тихоокеанского поднятия на юго-восток. Он также погружается далеко на северо-запад в Алеутский желоб . В Калифорнии плита скользит на северо-запад вдоль трансформной границы — разлома Сан-Андреас — в сторону зоны субдукции. В то же время Северо-Американская плита движется на юго-запад относительно ядра Земли, но на юго-восток относительно Тихоокеанской плиты из-за гораздо более быстрого движения последней на северо-запад. Западный компонент движения Северо-Американской плиты приводит к возникновению некоторой сжимающей силы вдоль Сан-Андреас и связанных с ним разломов, тем самым помогая поднять хребты Тихоокеанского побережья и другие параллельные внутренние хребты к западу от Центральной долины , в этом регионе в первую очередь Диабло. Диапазон . Разлом Хейворд разделяет те же относительные движения, что и Сан-Андреас. Как и в случае с частями других разломов, большая часть трассы разлома Хейворд образована узкой сложной зоной деформации, ширина которой может достигать сотен футов.

Граница трансформации, определяемая разломом Сан-Андреас, не является совершенно прямой, и напряжения между Тихоокеанской и Северо-Американской плитами рассеяны по обширной области запада, простираясь до Уокер-лейн к востоку от Сьерра-Невады . Разлом Хейворд является одним из второстепенных разломов в этой диффузной зоне, наряду с разломом Калаверас на востоке и разломом Сан-Грегорио к западу от Сан-Андреас.

Вся зона разлома, включая разлом Роджерс-Крик, разделена сейсмологами на три сегмента - Роджерс-Крик, Норт-Хейворд и Южный Хейворд. Ожидается, что эти сегменты могут выйти из строя по отдельности или в соседних парах, вызывая землетрясения различной силы. Ассоциация правительств районов залива (ABAG) совместно с другими правительственными учреждениями спонсировала анализ местных условий и подготовку карт, показывающих разрушительный потенциал этих землетрясений. Различные карты ABAG, показанные ниже, представляют собой некоторые из наиболее вероятных возможных комбинаций.

Хотя есть признаки того, что сильное землетрясение на близлежащем параллельном разломе может снять напряжение и, таким образом, также уменьшить вероятность землетрясения в краткосрочной перспективе, в отношении последовательных сегментов верно обратное. Разрушение на основном сегменте может существенно увеличить вероятность землетрясения на соседнем сегменте разлома, увеличивая вероятность двух крупных региональных землетрясений в течение нескольких месяцев.

Зона разлома Роджерс-Крик

Геологическая карта разлома Роджерс-Крик

Преимущественный поток грунтовых вод вдоль разлома возникает в виде родника, поддерживающего прибрежную растительность в центре этой фотографии регионального парка Тейлор-Маунтин . Источник является источником реки Купер-Крик, которая течет на север через глубоко врезанный каньон вдоль разлома на южной окраине Санта-Розы, Калифорния , до слияния с ручьем Матансас в общественном парке Дойл .

Связь между зоной разлома Роджерс-Крик и зоной разлома Хейворд была неясной до 2015 года, когда исследование дна залива Сан-Пабло показало, что концы двух разломов плавно соединяются между Пойнт-Пиноул и островом Нижний Таббс . Альтернативная предыдущая гипотеза предполагала, что разлом Хейворд и разлом Роджерс-Крик, вероятно, были соединены серией кулисных участков разломов под заливом Сан-Пабло. Новое открытие означает, что система Роджерса-Хейворда вместе может вызвать землетрясение магнитудой до 7,2. Также считается возможным, что крупное сейсмическое событие на одном разломе может сопровождаться движением по другому либо одновременно, либо с интервалом до нескольких месяцев. Ассоциация правительств районов Залива подготовила карты землетрясений, которые включают возможный параллельный сценарий (они показаны ниже).

В октябре 2016 года ученые нашли убедительные доказательства того, что разлом Роджерс-Крик и разлом Хейворд связаны друг с другом под заливом Сан-Пабло. Одновременный разрыв связанного разлома Хейворд-Роджерс-Крик – длиной около 118 миль (190 км) от севера от Хилдсбурга до Алум-Рок в Сан-Хосе – может привести к сильному землетрясению магнитудой 7,4, которое «приведет к значительному ущербу и потерям». жизни с глобальным экономическим воздействием». Было предложено отказаться от названия «Разлом Роджерс-Крик» и назвать весь разлом длиной 118 миль (190 км) «Разлом Хейворд».

Разлом Калаверас

Основная статья: Разлом Калаверас

Разлом Калаверас простирается от района Сунол на юг до Холлистера . Долгое время считалось, что между разломом Хейворд и Калаверасом нет никакой связи, но геологические исследования (особенно изучение очень небольших и глубоких землетрясений) позволяет предположить, что эти два явления могут быть связаны. Если это правда, то эта связь будет иметь значительные последствия для потенциальной максимальной силы землетрясений на реке Хейворд, поскольку эта сила определяется максимальной длиной разрыва разлома, и этот разрыв может выходить за пределы точки соединения и, таким образом, включать некоторую часть Калавераса. . (Этот потенциал не показан на картах интенсивности сотрясений, показанных ниже.)

Землетрясения

Основная статья: Землетрясение в Хейворде 1868 года

Самое сильное землетрясение на разломе Хейворд в зарегистрированной истории произошло в 1868 году, его предполагаемая магнитуда составила 7,0. Оно произошло в южном сегменте разлома и получило свое название (несколько десятилетий спустя) от зарождающегося города Хейворд , где, как было установлено, находился эпицентр землетрясения. Однако землетрясение 1868 года нанесло большой ущерб всей тогда малонаселенной области залива, включая город Сан-Франциско. Фактически, событие 1868 года стало известно как «Великое землетрясение в Сан-Франциско» до более сильного землетрясения в 1906 году.

Многие сейсмологи полагают, что землетрясение в Сан-Франциско 1906 года , произошедшее на разломе Сан-Андреас, уменьшило нагрузку на многие разломы в районе залива, включая разлом Хейворд, создав «тень землетрясения»: период покоя после сильного землетрясения. После события в Сан-Андреасе в 1906 году на разломе Хейворд не было землетрясений средней силы, которые наблюдались до этого землетрясения. Также представляется вероятным, что этот период затишья в тени землетрясения заканчивается, как и прогнозируется скоростью движения плит и напряженным состоянием других разломов в регионе.

Землетрясения в зоне разлома Хейворд с минимальной интенсивностью Меркалли VI ( сильная )
Дата	Область	Маг.	ММИ	Летальные исходы	Общий ущерб / примечания
1864-05-21	Южный район Хейворда	5,3 М la	МЫ
1868-10-21	Район залива	6.3–6.7 М ш	IX	30	350 000 долларов за материальный ущерб
1870-04-02	Беркли	5,3 М la	МЫ
1889-07-31	Округ Аламеда	5,2 М la	VII
Примечание: Stover & Coffman 1993 использует различные сейсмические шкалы. М la - локальная величина (эквивалентная M L ) для событий, произошедших до инструментального периода, и основан на зоне чувствительности (представленной на изосейсмических картах ).

Землетрясение 1868 года произошло задолго до того, как регион Ист-Бэй стал широко урбанизированным. В следующем, 1869 году, поместье Уильяма Мика стало одним из первых построек в этом районе, построенным на территории площадью 3000 акров (12 км²). ² ) в районе, который стал известен как район Черриленд в городке Иден. Недавняя реконструкция особняка Мик показала, что, поскольку землетрясение 1868 года все еще свежо в памяти жителей того времени, в первоначальную конструкцию были встроены некоторые необычные диагональные распорки. Хотя его магнитуда была меньше, чем землетрясение в Сан-Франциско 1906 года, интенсивность сотрясений в районе Хейворда могла быть больше, чем в 1906 году, из-за близости разлома Хейворд.

Более ранние землетрясения были обнаружены путем обнажения траншей и связанного с ними радиоуглеродного датирования . Учитывая исторические данные, последние пять крупных событий произошли в 1315, 1470, 1630, 1725 и 1868 годах. интервалы которых составляют около 140 лет (обратите внимание, что 2018 год составляет 150 лет от главного события 1868 года). Самым продолжительным периодом стал 160-летний период между 1470 и 1630 годами. В 2028 году исполнится 160 лет с момента события 1868 года.

Вероятность будущей деятельности

Вероятность землетрясения в районе залива Сан-Франциско

Ученые Геологической службы США (USGS) заявляют, что сильное землетрясение, произошедшее в этой зоне, «все более вероятно». Когда на разломе произойдет следующее сильное землетрясение, ущерб будет катастрофическим. В пострадавшем районе находится недвижимость на сумму более 1,5 триллиона долларов США , и, если землетрясение 1868 года повторится, вероятно, будет нанесен ущерб на сумму более 165 миллиардов долларов США. Поскольку разлом проходит через густонаселенные районы, непосредственно пострадают более 5 миллионов человек. Вода может быть отключена у 2,4 миллиона человек, живущих в районе залива Сан-Франциско в Калифорнии .

В течение тридцати лет после 2014 года вероятность возникновения одного или нескольких землетрясений магнитудой 6,7+ на разломе Хейворд в этот период оценивалась в 14,3 процента. Это по сравнению с 6,4 процентами для разлома Сан-Андреас, который может вызывать более сильные землетрясения, но находится дальше от значительной части урбанизированных частей района залива. Более ранние оценки (январь 2008 г.) показывают, что разломы Хейворд, Роджерс-Крик и Калаверас могут с большей вероятностью разрушиться в ближайшие несколько десятилетий, чем считалось ранее.

140-летие события 1868 года отмечалось в 2008 году, и среднее время между последними пятью крупными событиями также составляет в среднем 140 лет. Недавние оценки потенциального ущерба от крупного землетрясения в разломе Хейворд, проведенные профессиональной фирмой по управлению рисками, указывают на возможность огромных экономических потерь, из которых лишь небольшой процент застрахован от движения земли. (Страхование от землетрясения не только довольно дорогое, но и, как правило, обременено крупными франшизами – не менее 15 процентов).

Спутниковое фото USGS района залива Сан-Франциско. Светло-серые зоны представляют собой высокоурбанизированные регионы.

В зависимости от сезонных погодных условий во время крупного события за сейсмическим событием могут последовать городские лесные пожары, усугубляемые повреждением водных систем или массивными оползнями в насыщенных почвах. Помимо прямого ущерба, последствия для торговли из-за повреждения инфраструктуры также будут значительными. Опыт разрушения крупных городов в результате землетрясения, урагана и огненных ураганов показал, что полное восстановление может занять до десяти лет из-за различных факторов.

Все более серьезные сообщения и оценки вероятности и последствий событий пробудили широкий интерес к обучению людей реагированию на чрезвычайные ситуации. Становится все более очевидным, что профессиональные пожарные, полицейские и медицинские службы будут перегружены крупным событием и что соседям придется помогать друг другу, насколько они могут. В нескольких юрисдикциях в пострадавшем районе реализованы программы волонтерских групп реагирования на чрезвычайные ситуации, чтобы расширить профессиональные службы реагирования.

В 2012 году ученые Геологической службы США заявили, что причиной разлома стало еще одно землетрясение магнитудой от 6,8 до 7,0. Калифорнийская геологическая служба с этим согласилась, заявив, что, по их мнению, существует 31-процентная вероятность землетрясения магнитудой 6,7 или выше вдоль разлома Роджерс-Крик-Хейворд в ближайшие 30 лет.

В марте 2015 года Геологическая служба США опубликовала «UCERF3: Новый прогноз землетрясений для сложной системы разломов Калифорнии». UCERF3 представляет собой лучшее из имеющихся научных достижений на сегодняшний день, и теперь он учитывает «множественные разломы» и «готовность разломов», в дополнение к исторической сейсмичности, при расчетах прогнозирования землетрясений. Для тех, кто живет в районе залива Сан-Франциско, эксперты говорят, что существует 72%-ная вероятность испытать землетрясение магнитудой 6,7 или более до 2045 года. считаться «сильным» землетрясением), 20%-ная вероятность M≥7,5 и 4%-ная вероятность M≥8 («большого» землетрясения), если принять во внимание все нанесенные на карту разломы в регионе.

Последствия неисправности

Последствия 15-летней неисправности ползут по обочине во Фремонте .

Ползучесть разлома

Основная статья: Асейсмическая ползучесть

Поверхность разлома в вызывающих беспокойство регионах ползет со скоростью менее 0,5 см (0,2 дюйма) в год. Крайние южные районы разлома ползут быстрее, возможно, достаточно, чтобы предотвратить разрыв разлома там, но в большинстве случаев ползучесть недостаточна, чтобы ослабить накапливающиеся силы на большей части разлома, и поэтому не предотвратит сильное землетрясение. Ползучести достаточно, чтобы сместить дороги, бордюры и тротуары и таким образом заметно обнажить следы поверхности во многих местах. Повреждения асфальтового покрытия в результате ползучести обычно проявляются в виде серии ступенчатых трещин . Эффект ползучести можно наблюдать также в старых сооружениях, пересекающих разлом, некоторые из которых были оснащены компенсаторами для компенсации этого медленного движения.

Землетрясение трясет

Магнитуда землетрясения, указанная по сейсмической шкале , примерно пропорциональна длине разрыва, в то время как движение грунта в районе, окружающем разлом, сильно зависит от местных почвенных условий, в некоторой степени от расстояния и отношения к землетрясению. прогрессирование разрыва разлома и (как недавно было обнаружено во время землетрясения в Лома-Приета в 1989 году ) отражало энергию глубоких разрывов в структуре Земли. Площадь, затронутая землетрясением, также зависит от плотности и однородности почв, окружающих разлом.

• 
  Комбинированный сдвиг Роджерс-Крик и северный разлом Хейворд, магнитуда 7,1.
• 
  Сдвиг Северного Хейворда, магнитуда 6,5 *
• 
  Сдвиг Южного Хейворда, магнитуда 6,7 *

*Недавнее изучение отчетов о повреждениях, вызванных событием 1868 года, позволяет предположить, что разрыв только на участках разлома Северный и Южный Хейворд может вызвать событие магнитудой 7,0, что намного более мощное, чем событие магнитудой 6,5, показанное здесь, или событие магнитудой 6,7, ранее признанное вероятным максимумом. .

Термины, используемые ABAG для определения интенсивности сотрясений, отличаются от официальных описаний шкалы интенсивности Меркалли , будучи несколько смягченными (возможно, из-за обширного местного опыта землетрясений), при этом такие термины, как «Довольно сильный», становятся «Легкими», а «Разрушительные» » и «Катастрофический» становятся вариациями «Жестокого».

Почвенные условия на берегу залива

Карта восприимчивости к разжижению – отрывок из карты Геологической службы США. Карты, показывающие усиление тряски, имеют аналогичный вид.

Основные статьи: Заливная грязь и разжижение почвы.

Разлом Хейворд считается особенно опасным из-за плохих почвенных условий на аллювиальной равнине , которая простирается от холмов Ист-Бэй до восточной береговой линии залива Сан-Франциско . На нижних возвышенностях возле залива почва в основном состоит из водонасыщенной грязи и песка, заложенных в начале 20 века в качестве насыпи на болотах. Эта почва имеет тенденцию усиливать последствия землетрясения и, таким образом, вызывать значительно большее движение грунта. Кроме того, сама почва может разрушиться, превратившись в жидкую грязь от перемешивания, грязь, неспособную поддерживать здания, возведенные на когда-то твердой почве. Этот регион также покрыт плотной малоэтажной городской застройкой, большая часть которой была построена вскоре после землетрясения в Сан-Франциско 1906 года , и задолго до того, как в конце 1920-х годов были разработаны методы умеренно сейсмостойкого строительства.

Дальнейшие улучшения конструкции устойчивых конструкций и разработка методов модернизации были разработаны лишь недавно, в основном в ответ на последствия событий в Сильмаре 1971 года , Лома Приета 1989 года и Нортриджа 1994 года в Калифорнии – ни одно из которых не было чрезвычайно катастрофическим, но каждое из которых привело к гибели людей в сооружениях, которые не считались уязвимыми, и, таким образом, повысило осведомленность общественности, инженеров и правительства о необходимости конкретных восстановительных работ и методов строительства, необходимых для повышения безопасности жизни.

Хотя многие постройки прошли сейсмическую модернизацию, существует большое количество опасных неармированных каменных (в основном кирпичных) конструкций и дымоходов, которые могут быть чрезвычайно опасны для жильцов в случае сильного землетрясения, а также большое количество зданий, которые либо не прикреплены болтами к своим фундаментам. или с мягкими историями , недостаточно устойчивыми к сдвиговым усилиям. Слабые стороны фундамента и слабого сюжета в большинстве случаев легко исправить, но это эффективно только в том случае, если работа выполнена грамотно, с должным вниманием к мелким деталям, таким как схема крепления гвоздей и правильные соединения. Местные обследования недавно завершенных работ выявили некачественное выполнение работ в ряде случаев, связанных с модернизацией домашних хозяйств.

Оползни

Основная статья: Оползень

имеется множество небольших активных оползней и свидетельства многочисленных крупных архаичных оползней На холмах Беркли . Такие территории могут быть стабильными только в нынешних условиях. Существует вероятность того, что сильное землетрясение может вызвать очень большие потоки земли, особенно если почвы сезонно насыщены водой, что может сделать обширные территории непригодными для застройки. (См. Виртуальный тур — эстакада Google Earth ниже.)

Потенциально затронутые структуры и функции

Многие сооружения вблизи берега залива с обеих сторон, вероятно, будут серьезно затронуты либо крупным разрывом разлома Хейворд, либо близлежащим разрывом разлома Сан-Андреас. в 1989 году наблюдались как в Окленде, так и на севере Сан-Франциско Серьезные последствия землетрясения в Лома-Приете , хотя это событие не было чрезвычайно масштабным и было сосредоточено на значительном расстоянии в горах Санта-Крус. Большинство серьезных последствий этого события были вызваны плохо реагирующими почвенными условиями и недостатками конструкции крупных сооружений. Лишь часть структурных недостатков на большей территории была устранена, и последствия движения поверхности крупного события, вероятно, будут гораздо более серьезными, чем те, которые наблюдались в случае события Лома Приета.

Автострады и переезды

В конструкции автострад было внесено множество модификаций, чтобы снизить опасность для жизни во время сейсмических явлений. Несмотря на эти изменения, сохраняются значительные неблагоприятные условия, которые могут вызвать сбои в работе с возможными долгосрочными последствиями для критически важной транспортной инфраструктуры.

Участок автострады Уоррен на шоссе 13

В своей северной части разлом Хейворд расположен прямо под участком шоссе 13 (шоссе Уоррена ), который находится к югу от его пересечения с шоссе 24 и к северу от его конечного соединения с межштатной автомагистралью 580 ( шоссе Макартура ). В этой рифтовой есть несколько надземных улиц, долине в районе Монклер пересекающих разлом.

шоссе 24

Государственное шоссе 24 , соединяющее Окленд с Ориндой, Лафайетом и Уолнат-Криком через туннель Калдекотт , состоит из обширной земляной насыпи в месте пересечения разлома. Землетрясение может вызвать незначительный оползень на некоторых склонах автострады, а пластическое движение насыпи, вероятно, разрушит дорожное покрытие, если движение смещения поверхности здесь будет значительным, что может представлять опасность для автомобилистов и на некоторое время перекрывать шоссе. . Более масштабные разрушения и большая опасность могут быть вызваны выходом из строя надземных сооружений, как тех, над которыми проходит шоссе, так и пересечений автострады, две из которых расположены поблизости. Как и везде в этом районе, такие сооружения подверглись обширной модернизации в целях обеспечения безопасности.

Истшорское шоссе

Шоссе 80 и 880 и порт Окленда.

Сильное землетрясение, вероятно, приведет к выводу из строя прибрежные участки дамбы межштатного шоссе 80 ( восточное шоссе ), поскольку оно построено на насыпи, заложенной в 1930-х годах на илистых отмелях, верхние слои которых отложились в 19 веке в результате обширной гидравлической добычи золота. в далеких Сьерра-Невады предгорьях . Ожидается, что эта мягкая грязь усилит землетрясение, а грязь, поддерживающая тяжелую насыпь, может разжижиться и, таким образом, возможно, вызвать серьезное нарушение работы шоссе из-за разрушения из-за проседания шоссе и неравномерного движения больших участков. (В более современном строительстве для этих условий используются связанные и «плавающие» - в грязи - коробчатые конструкции из легкого бетона и пенопласта для поддержки дороги.) Подобные условия лежат в основе восточных подъездных дорог к мосту через залив. Лучше, но все же местами бедные почвы лежат под участком межштатного шоссе 880 , который простирается до региона Саут-Бэй от лабиринта Макартура . Поскольку основная часть грузовых контейнеров из Порт Окленда движется по этим двум дорогам, отключение обеих приведет к серьезным нарушениям импорта и экспорта товаров Западного побережья из-за последующей перегрузки других контейнерных портов Западного побережья.

шоссе 580

Основной маршрут для пассажиров, следующих из округа Южный Аламеда, долины Сан-Хоакин и холмов Ист-Бэй в центр Окленда и Сан-Франциско, межштатная автомагистраль 580 пересекает разлом и проходит очень близко к разлому между пересечениями с шоссе штата 13 (улица Уоррена). Автострада) и межштатная автомагистраль 238 .

Мост Сан-Франциско – Окленд через залив

Восточный пролет и замещающее строительство

См. Также: Замена восточного пролета моста через залив Сан-Франциско – Окленд.

Землетрясение 1989 года в Лома-Приете вызвало обрушение единственной секции верхней палубы восточного пролета моста Сан-Франциско-Окленд-Бэй , в результате чего мост был закрыт на 30 дней. Замена восточного пролета была завершена в августе 2013 года. Инженеры и большая часть общественности уже давно осознали, что сильное землетрясение с центром недалеко от моста по разломам Хейворд или Сан-Андреас может вызвать полное обрушение восточного пролета.

Железные дороги

Параллельно Истшорскому шоссе и всего в двух кварталах внутри страны проходит четырехпутный железнодорожный маршрут, используемый для общих грузовых перевозок, в том числе через порт Окленд ( железные дороги Union Pacific и BNSF ), а также пассажирские перевозки Amtrak на северо-запад Тихого океана и на восток через Рено и Солт-Лейк-Сити . Вдоль северного побережья округа Контра-Коста значительные объемы сжатого сжиженного газа, легковоспламеняющихся жидкостей, едких материалов и различных токсичных веществ временно хранятся в железнодорожных вагонах, прилегающих к магистральным пассажирским и грузовым путям, что создает большую потенциальную опасность в случае схода с рельсов. Сходы с рельсов часто происходили во время сильных землетрясений, как непосредственно из-за опрокидывания, так и из-за разрушения дорожного полотна; промышленные аварии, связанные с этими материалами, вызвали серьезную угрозу для здоровья в смешанных жилых и промышленных районах Ричмонда.

Скоростной транспорт в районе залива

Основная статья: Скоростной транзит в районе залива

Помимо обширных модификаций переходов и надземных конструкций, в основном для предотвращения демонтажа из-за сотрясений или разрушения в результате разрушения грунта, специального обращения требуют и некоторые другие уникальные особенности системы.

Трубка Трансбэй

Поезда BART курсируют между Сан-Франциско и Оклендом по подводным трубам. Труба состоит из сваренных сегментов листовой стали. Каждая овальная внешняя секция несет в себе две внутренние трубы поезда круглого сечения и центральный прямоугольный туннель для доступа и спасения, пространство между элементами которого заполнено бетоном. Сегменты были погружены в канаву, вырытую в иле залива и покрытую каменной насыпью, а затем после завершения откачивались от воды, что делало полученную трубу несколько плавучей, но удерживаемой на месте каменной насыпью. Последующий сейсмический анализ показал возможность того, что перелив может выйти из строя из-за волнения, что позволит плавучей трубе всплывать вверх, смещая гусеницы и, возможно, создавая чрезмерную нагрузку на болтовые соединения. Эта потенциальная проблема была решена путем вибрационного уплотнения перелива, закрывающего трубу. Дополнительная стабилизация включает забивку крупных свай и подключение дополнительных креплений.

Скользящий шарнир

Основная статья: Сейсмическая модернизация § Подводные трубы

Труба Transbay заканчивается в месте соединения под пролетом возле станции Эмбаркадеро в Сан-Франциско. Расчетный запас скольжения уменьшен вдвое из-за непредвиденной осадки трубчатой ​​конструкции. Было установлено, что прогнозируемое наихудшее движение в этом стыке превышает то, на которое стык способен в настоящее время, что может вызвать серьезные структурные проблемы и попадание грязи и воды в трубу и прилегающие системы метро. Исправление этой ситуации потребует больших затрат – первоначально они оценивались в 142 миллиона долларов, но ожидается, что они будут стоить гораздо больше – вероятно, это самая крупная статья затрат в списке сейсмической модернизации BART.

Туннель Беркли-Хиллз

В июне 2006 года руководство Bay Area Rapid Transit (BART) объявило, что они решили не модифицировать туннель Беркли-Хиллз , который фактически пересекает разлом Хейворд, утверждая, что было бы дешевле (и менее разрушительно для текущих операций) восстановить смещенную часть. постфактум, чем защитить пассажиров (либо путем обширной модификации туннеля, либо путем замены его на более высокий проход) от небольшой вероятности того, что поезд (или два) врежется или будет разрезан пополам из-за серьезного проскальзывания разлома. . Модифицированное расписание движения поездов для предотвращения многократного воздействия поездов при неисправностях было признано инженерами BART непрактичным из-за изменений в прохождении поездов, но автоматизированное оперативное реагирование поездов в реальном времени в зависимости от событий считается практичным (см. Ниже).

Сеть сейсмических датчиков

BART установила и продолжает совершенствовать сеть сейсмических датчиков ( систему предупреждения о землетрясении ), которая вызывает остановку системы в случае крупного события, включая автоматический анализ развития событий для определения наилучших действий в отношении отдельных поездов для достижения максимальной эффективности. безопасность (полное распространение разрыва от эпицентра к более удаленным местам поражения может занять до нескольких десятков секунд). Такие сенсорные сети и устройства оповещения потенциально могут снизить опасность, связанную с падением предметов и мебели, при условии, что уведомляемые люди хорошо обучены соответствующим реакциям (аналогично » во времена холодной войны по принципу « прятаться и прикрываться обучению школьников ).

Вид на нефтеперерабатывающий завод Shell в Мартинесе, Калифорния.

НПЗ

Наибольшее беспокойство в связи с разломом Хейворд вызывает огромный нефтеперерабатывающий завод Chevron Richmond в Ричмонде . Несмотря на то, что этот нефтеперерабатывающий завод расположен на более удобном месте, чем большая часть береговой линии, он имеет обширные доки для сырой нефти и готовой продукции, а также трубопроводы, идущие в залив, которые могут привести к катастрофическим разливам в залив, что потенциально может отрицательно повлиять на сотни миль чувствительных водно-болотных угодий. Демонтаж технологических установок высокого давления и температуры и последующая опасность пожара для персонала и оборудования могут иметь существенные экономические последствия для западных штатов. Большие резервуары для хранения жидкости защищены бермами, которые предназначены для удержания содержимого в случае выхода резервуара из строя при нормальных условиях. Аналогичные условия процесса и продукции существуют на других нефтеперерабатывающих заводах, расположенных дальше вглубь страны, недалеко от Мартинеса , но в основном эти заводы подвержены землетрясениям из-за других разломов.

Топливопроводы

Бензин постоянно поставляется под давлением с нефтеперерабатывающих заводов в районах Ричмонд и Мартинес по трубопроводам Kinder Morgan Energy Partners , которые проходят под густонаселенными городскими районами Ист-Бэй, на резервуарные терминалы возле аэропорта Сан-Хосе в Северном Сан-Хосе. Авиационное топливо подается по трубопроводу с этих же нефтеперерабатывающих заводов в аэропорт Окленда. Ряд разливов ранее происходил из-за оползней, и такие разливы и связанные с ними выбросы токсичных и легковоспламеняющихся материалов могут преобладать при крупном сейсмическом событии. 9 ноября 2004 г. в результате аварии на строительстве трубопроводной системы в Уолнат-Крик погибли пять человек. Как видно из других разрывов трубопроводов по всему миру, даже мгновенная остановка перекачки может занять несколько минут, чтобы значительно снизить давление в трубопроводе после разрыва, и, вероятно, приведет к выбросу значительного количества легковоспламеняющегося жидкого топлива. У Chevron также есть трубопровод нефтепродуктов, пересекающий разлом.

Pacific Gas & Electric Company имеет многочисленные газораспределительные линии, пересекающие разлом Хейворд или вблизи него. Через разлом также пересекают несколько газопроводов PG&E. После взрыва трубопровода Сан-Бруно , который не был связан с сейсмической активностью, бригадам PG&E потребовалось 95 минут, чтобы остановить поток газа к обоим концам этого вышедшего из строя трубопровода.

Водоснабжение района залива

Муниципальный коммунальный округ Ист-Бэй (EBMUD) снабжает водой 800 000 потребителей Ист-Бэй, которые живут к западу от Беркли-Хиллз . До принятия и реализации проекта по улучшению сейсмических условий стоимостью 200 миллионов долларов вся вода для этих потребителей проходила через один уязвимый туннель, который пересекает разлом Хейворд возле туннеля Калдекотт . В рамках этого проекта этот туннель – туннель Клермонт – был модернизирован с учетом сейсмических требований. Кроме того, EBMUD создал второй маршрут для подачи воды этим потребителям, расположенным к западу от холмов, через объездную дорогу Южного кольца возле долины Кастро . Южная петля была завершена в 2002 году, а сейсмическая модернизация туннеля Клермонт была завершена в феврале 2007 года.

Акведук Хетч-Хетчи , который поставляет от 270 до 315 миллионов галлонов воды в день в город Сан-Франциско и другие населенные пункты области залива, напрямую пересекает разлом Хейворд во Фремонте . В отчете Экономического форума района залива за 2002 год предполагается, что поломка акведука из-за землетрясения может привести к отключению воды из Хетч-Хетчи в район залива на 60 дней. Помимо лишения 85% жителей Сан-Франциско питьевой воды, это приведет к прекращению поставок пожарной и водоемкой промышленности, что приведет к экономическому ущербу в размере 17,2–28,7 миллиардов долларов. Обширные работы по реконструкции на пересечении разлома Хейворд включают в себя многосекционную туннельную конструкцию, обеспечивающую сдвиг без обрушения. Она должна содержать секцию водопроводной трубы с шаровыми шарнирами и скользящим соединением.

Озеро Темескаль

Разлом продолжается на север под восточной окраиной озера Темескаль и его плотиной, которая вряд ли рухнет, поскольку она была полностью укреплена обширной земляной насыпью, поддерживающей впоследствии улучшенное шоссе 24.

Калифорнийский университет, Беркли

Многие постройки в академическом кампусе Калифорнийского университета в Беркли были оценены как имеющие «плохие» сейсмические характеристики. Многочисленные химические, радиологические и биологически опасные материалы присутствуют (в относительно небольших количествах) на территории кампуса и связанной с ним Национальной лаборатории Лоуренса Беркли , на холмах над университетом. Однако за последнее десятилетие университет предпринял обширный проект модернизации. систематически модернизировать все учебные здания на территории кампуса, чтобы выдержать сильное землетрясение.

Мемориальный стадион

Опорные колонны Мемориального стадиона расходятся вверху из-за ползучести по разлому (низы находятся на общей опоре). Внешнее смещение показано слева

Дальше на север разлом проходит под продольной средней линией футбольного поля Калифорнийского мемориального стадиона в Калифорнийского университета Беркли . Ползучесть по разлому с 1923 года сместила первоначальные стены на северном и южном концах на 13 дюймов (33 см).

Обширные обновления, проведенные за последние восемнадцать месяцев, решили проблемы безопасности жизни, включая замену помещений для футболистов и обширную сейсмическую модернизацию тех участков, которые не подлежат устранению разломов. Эта работа стала предметом нескольких исков от местных и экологических групп, которые были обеспокоены таким масштабным строительством на вершине серьезной неисправности . Во время реконструкции Cal Bears играли в AT&T Park в Сан-Франциско. один сезон Модификации, завершенные летом 2012 года, включали разделение стадиона на четыре отдельные секции с последующим сносом двух сегментов непосредственно над зоной завалов. Северный и южный концы образованы новыми секциями перемычек, которые опираются на плавающие маты (фундаменты, которые не проникают в поверхность, а сидят на пластиковых листах над ровным гравием и песком), где они проходят над разломом и рядом с ним, с соответствующими скользящими соединениями. между секциями для безопасности зрителей и возможности компенсировать относительное вращение между фиксированными секциями с востока и запада и новыми мобильными секциями с севера и юга.

Нарушение систем электроснабжения и связи

Пострадавшие районы, вероятно, останутся без электроэнергии в течение длительного периода. Это, в свою очередь, может сделать запасы топлива для транспортных средств и аварийных генераторов недоступными на местном уровне и повлиять на бытовое водоснабжение, промышленную воду, очистные сооружения и дренажные насосы. Из-за широкого использования сканеров и касс в торговых точках в супермаркетах это также может повлиять на способность магазинов продавать предметы первой необходимости, такие как продукты питания, и сохранять замороженные продукты, а также отключить кабельное телевидение и большую часть доступа в Интернет.

Мобильные телефоны и большинство стационарных телефонных служб, хотя теоретически и могут существовать в течение короткого времени при питании от батареи и аварийном питании, вместо этого могут немедленно пострадать от сбоев в работе из-за сотрясений земли.

Затронутые города

Некоторые из городов на восточном берегу залива и в южном регионе залива рядом с этим разломом включают Ричмонд , Эль-Серрито , Беркли , Олбани , Эмеривилл , Кенсингтон , Окленд , Пьемонт , Сан-Леандро , Сан-Лоренцо , Кастро-Вэлли , Хейворд , Юнион-Сити , Фремонт , Ньюарк , Милпитас , Найлс и некоторые районы Сан-Хосе .

Подобные опасные почвенные условия и недостаточно прочные здания также находятся на южной, западной и северной границах заливов Сан-Франциско и Сан-Пабло и также могут серьезно пострадать от сильного землетрясения по разлому Хейворд. Поскольку эта часть включает в себя так называемую Силиконовую долину , потенциальные экономические потрясения из-за разрушения незавершенных работ и демонтажа заводов по производству микроэлектроники могут иметь экономические последствия, распространяющиеся по всему миру. Текущие оценки вероятности сильного землетрясения на любом из многочисленных региональных разломов составляют до 70 процентов в течение тридцатилетнего периода 2000–2029 годов. Недавний период затишья после многих лет незначительной активности многие считают особенно зловещим, хотя геологам еще не удалось предсказать землетрясения с какой-либо полезной точностью. Они предупреждают, что все жители региона должны быть готовы к крупному событию и его последующим последствиям (например, нехватке воды, пожаротушения, первой помощи, электричества, моторного и отопительного топлива и т. д.) и проведению большого объема работ по обеспечению безопасности жизнедеятельности. еще предстоит сделать.

шоссе 24 штата Модернизация на станции BART Rockridge . стоянке
Колонна с рубашкой и цементным раствором слева, без изменений справа

Модернизация для обеспечения живучести

Основная статья: Сейсмическая модернизация

В первую очередь вероятность сильного землетрясения в районе разломов Хейворд или Сан-Андреас стимулировала значительные усилия по модернизации , а иногда и замене крупных сооружений, подвергающихся риску, особенно восточных и западных пролетов моста Сан-Франциско-Окленд-Бей , моста Сан-Франциско. и Окленда мэрии , а также многочисленные надземные железнодорожные, автомобильные и пешеходные сооружения и эстакады . В регионе еще предстоит проделать большую работу, и прогресс сдерживается бюджетными ограничениями, вызванными сокращением дефицита бюджета на федеральном уровне, уровне штатов и регионов, задержками в проектировании и строительстве из-за политических разногласий на уровне штата и на местном уровне по поводу проекта, а также неожиданно высокими на сталь и цемент затратами из-за к обширным строительным работам, проводимым в Китае . Тем не менее, города и округа в районе залива уже давно ожидают сильного землетрясения, и в результате все здания за последние 30 лет должны были соответствовать строгим правилам сейсмостойкости. Из всех сейсмоопасных регионов мира район залива Сан-Франциско является одним из наиболее структурно подготовленных к возможному сильному землетрясению, но при этом остается совершенно неподготовленным как к планированию гражданского реагирования, так и к модернизации старых зданий.

Дополнительная информация

Виртуальный тур

Веб-сайт Google Earth в сотрудничестве с Геологической службой США подготовил виртуальный вертолетный тур по разлому, во время которого можно получить множество дополнительной информации. Также отмечены потенциально опасные оползневые зоны, показывая большие территории за пределами разлома, которые могут стать непригодными для проживания в результате крупного события.

Доцент ведет посетителя на смотровую площадку внутри ямы. Нажмите на изображение, чтобы получить дополнительную информацию

Специальная выставка

во Фремонте Экспозиция о землетрясении : обнаружен разлом Хейворд

На этой выставке геотуризма (с апреля по октябрь 2006 г., сейчас закрыта) была представлена ​​яма глубиной от 12 до 15 футов (5 м), обнажающая разлом Хейворд, которую можно было увидеть «лицом к лицу» с затененной платформы, спустившись по лестнице. Были отмечены и отмечены существенные особенности. Подобные раскопки траншей используются для определения частоты и магнитуды доисторических землетрясений, а также для определения местоположения скрытых разломов в рамках науки палеосейсмологии.

• Для просмотра был представлен обширный дополнительный пояснительный материал, касающийся геологии и сейсмологии района залива, большая часть которого в настоящее время доступна в Интернете. [2]
• Активно ведется поиск финансирования и организации постоянной выставки в этом месте, планирование находится в стадии разработки. [3]

Просмотр нескольких изображений с платформы.
Здесь неисправность отмечена веревками и отмечена различными обозначениями.

Добавлено изображение с расширенной аннотацией.

В популярной культуре

В Тома Вулфа романе «Человек в полном объеме» вымышленное сильное землетрясение на разломе Хейворд представлено как метод deus ex machina (освобождение главного героя из тюрьмы) и точка развития сюжета.

В о Джеймсе Бонде фильме «Вид на убийство использовал сюжет, получивший название «Главный удар»: » (1985) Макс Зорин взорвать взрывчатку вдоль разлома Хейворд, разлома Сан-Андреас и в «геологическом шлюзе», чтобы затопить два разлома водой. вода из близлежащих озер и заставит оба разлома сдвинуться, вызвав «двойное землетрясение», которое разрушит Силиконовую долину, и все это для того, чтобы Зорин монополизировал рынок микрочипов.

Ссылки

Источники

• Стовер, CW; Коффман, Дж.Л. (1993), Сейсмичность Соединенных Штатов, 1568–1989 (пересмотренный) , Профессиональный документ Геологической службы США 1527, Типография правительства США , стр. 73, 74, 103, 104, 109, 110.

Дальнейшее чтение

• Лиенкемпер, Джеймс Дж.; Гейлхаус, Джон С.; Симпсон, Роберт В. (1997), «Поползущая реакция разлома Хейворд на изменения напряжения, вызванные землетрясением Лома-Приета», Science , 276 (5321): 2014–2016, doi : 10.1126/science.276.5321.2014 , JSTOR   2892972
• Ватт, Джанет; Понсе, Дэвид; Парсонс, Том; Харт, Патрик (2016), «Недостающее звено между разломами Хейворд и Роджерс-Крик», Science Advances , 2 (10): e1601441, Bibcode : 2016SciA....2E1441W , doi : 10.1126/sciadv.1601441 , PMC   5072180 , PMID   27774514

Внешние ссылки

• Активные следы разлома Хейворд - Геологическая служба США (включая ссылки на виртуальный тур Google Earth по разлому)
• «Это не наша вина» - East Bay Express
• Геология «Медвежьей территории» - геологический тур Калифорнийского университета в Беркли
• Выставка о землетрясении во Фремонте: обнаружен разлом Хейворд msnucleus.org, сайт математического и естественнонаучного образования для K-12
• Разлом Хейворд: предсказуемая опасность – KQED 12 мин. видео о разломе Хейворд, исторических и доисторических землетрясениях, сейсмической модернизации и гражданской готовности.
• Разлом Хейворд: может ли он повториться мощное землетрясение 1868 года? – Геологическая служба США
• Обновления программы сейсмической безопасности при строительстве – быстрый транзит в районе залива
• Разлом Хейворд: давно пора уничтожить – KQED
• Выяснилось, что разломы Роджерс-Крик и Хейворд представляют собой один разлом, способный вызвать землетрясение магнитудой 7,4 – Temblor, Inc.
• Информационный бюллетень Геологической службы США (USGS) HayWired о сценарии землетрясения на 2018–3016 годы на 2018–3016 годы – Геологическая служба США ( USGS) за 2018 год