Neue Erdbebenzone von Madrid - New Madrid Seismic Zone

Koordinaten : 36,58°N 89,59°W 36°35′N 89°35′W /  / 36,58; -89.59

Reelfoot Rift und die New Madrid Seismic Zone in einem topografischen 3D-Bild
Magnetische Potenzialkarte des Reelfoot Rift

Das New Madrid Seismic Zone ( / m æ d r ɪ d / ), manchmal die gerufene New Madrid Fault Line , ist eine große seismische Zone und eine fruchtbare Quelle Intra Erdbeben (Erdbeben innerhalb einer tektonischen Platte ) in den südlichen und Mittlerem Westen des Vereinigten Staaten , die sich von New Madrid, Missouri , nach Südwesten erstrecken .

Das New-Madrid-Verwerfungssystem war für die Erdbeben von New Madrid 1811–12 verantwortlich und hat das Potenzial, in Zukunft große Erdbeben zu erzeugen . Seit 1812 wurden in der Gegend häufig kleinere Erdbeben registriert.

Erdbeben, die in der Seismischen Zone New Madrid auftreten, bedrohen potenziell Teile von acht amerikanischen Bundesstaaten: Illinois , Indiana , Missouri , Arkansas , Kentucky , Tennessee , Oklahoma und Mississippi .

Standort

Die 240 km lange seismische Zone, die sich in fünf Bundesstaaten erstreckt, erstreckt sich südlich von Kairo, Illinois ; durch Hayti , Caruthersville und New Madrid in Missouri; durch Blytheville nach Marked Tree in Arkansas. Es umfasst auch einen Teil von West Tennessee , in der Nähe des Reelfoot Lake , und erstreckt sich südöstlich bis Dyersburg . Es liegt südwestlich der seismischen Zone Wabash Valley .

Der größte Teil der Seismizität entsteht zwischen 3 und 15 Meilen (4,8 und 24,1 km) unter der Erdoberfläche.

Erdbebengeschichte

Die Zone hatte vier der größten nordamerikanischen Erdbeben in der aufgezeichneten Geschichte mit geschätzten Momentmagnituden von 7,0 oder mehr, die alle innerhalb eines Zeitraums von drei Monaten zwischen Dezember 1811 und Februar 1812 auftraten. Viele der veröffentlichten Berichte beschreiben die kumulativen Auswirkungen aller Erdbeben (bekannt als die New Madrid Sequence), so dass es schwierig sein kann, die einzelnen Auswirkungen jedes Bebens zu finden. Größenschätzungen und Epizentren basieren auf Interpretationen historischer Berichte und können variieren.

Prähistorische Erdbeben

Da die mit großen Erdbeben in New Madrid verbundenen Auftriebsraten über geologische Zeiträume ohne dramatische Veränderungen der lokalen Topographie nicht kontinuierlich aufgetreten sein konnten, kamen Studien zu dem Schluss, dass die seismische Aktivität dort nicht länger als 64.000 Jahre andauern kann, was die New Madrid Seismic Zone (NMSZ ) ein junges Merkmal ist oder dass Erdbeben und die damit verbundene Hebung im Laufe der Zeit durch das Gebiet wandern oder dass die NMSZ kurze Aktivitätsphasen mit langen Ruhephasen aufweist. Archäologische Studien haben aus Studien von Sandschlägen und Bodenhorizonten ergeben, dass in der NMSZ in der jüngeren Vorgeschichte frühere Serien sehr großer Erdbeben aufgetreten sind. Basierend auf Artefakten, die in Sandbläschen gefunden wurden, und aus Kohlenstoff-14-Studien, scheinen frühere große Erdbeben wie die von 1811-1812 um 1450 und 900 n. Chr. sowie um 300 n. Chr Serie von großen Erdbeben um 2350 v. Ungefähr 80 km südwestlich der derzeit definierten NMSZ, aber nahe genug, um mit dem Reelfoot Rift in der Nähe von Marianna, Arkansas , in Verbindung gebracht zu werden, wurden zwei Gruppen von Verflüssigungsmerkmalen, die auf große Erdbeben hinweisen, vorläufig identifiziert und auf 3500 und 4800 v. Chr. datiert. Es wurde interpretiert, dass diese Merkmale durch Gruppen von großen Erdbeben verursacht wurden, die eng beieinander liegen.

Dendrochronologische (Baumring)-Studien, die an den ältesten im Reelfoot Lake wachsenden kahlen Zypressen durchgeführt wurden, fanden Beweise für die Serie 1811-1812 in Form von Brüchen, denen nach ihrer Überschwemmung ein schnelles Wachstum folgte, während Kerne aus alten kahlen Zypressen im St. Francis Sunklands zeigte im halben Jahrhundert nach 1812 ein verlangsamtes Wachstum. Diese wurden als deutliche Signale der Erdbebenserie von 1811–1812 in Baumringen interpretiert. Da die Baumringaufzeichnungen in Reelfoot Lake und den versunkenen Landen von St. Francis bis ins Jahr 1682 bzw. 1321 zurückreichen, haben Van Arsdale et al. interpretierte das Fehlen ähnlicher Signale an anderer Stelle in der Chronologie als Beweis für große Erdbeben in New Madrid zwischen diesen Jahren und 1811.

25. Dezember 1699

Die erste bekannte schriftliche Aufzeichnung eines Erdbebens in der NMSZ stammt von einem französischen Missionar, der mit einer Gruppe von Entdeckern den Mississippi hinauf reiste. Um 13 Uhr am Weihnachtstag 1699 an einem Ort in der Nähe des heutigen Ortes Memphis wurde die Party durch eine kurze Zeit des Bodenerschütterns erschreckt.

Das große Erdbeben in New Madrid , ein Holzschnitt aus dem 19. Jahrhundert aus Devens' Our First Century (1877)

Erdbebenserie 1811–12

  • 16. Dezember 1811 , 0815 UTC (2:15 Uhr); (M ungefähr 7,5) Epizentrum im Nordosten von Arkansas, wahrscheinlich auf der Cottonwood Grove-Verwerfung; es verursachte nur geringe Schäden an von Menschenhand geschaffenen Strukturen, hauptsächlich wegen der geringen Bevölkerung im epizentralen Bereich. Der zukünftige Standort Memphis, Tennessee, wurde mit Mercalli-Level-Neun-Intensität erschüttert. Eine seismische Seiche breitete sich flussaufwärts aus und Little Prairie wurde durch Verflüssigung zerstört . Lokale Hebungen des Bodens und der Anblick von stromaufwärts bewegten Wasserwellen vermittelten den Beobachtern den Eindruck, dass der Mississippi rückwärts floss.
In New Madrid wurden Bäume umgestürzt und Flussufer eingestürzt. Dieses Ereignis erschütterte Fenster und Möbel in Washington, DC, läutete Glocken in Richmond, Virginia, schwappte Brunnenwasser und erschütterte Häuser in Charleston, South Carolina, und klopfte Putz von Häusern in Columbia, South Carolina. In Jefferson, Indiana, wurden Möbel umgezogen, und in Libanon, Ohio, flohen die Bewohner aus ihren Häusern. Beobachter in Herculaneum, Missouri, nannten es "schwer" und sagten, es habe eine Dauer von 10 bis 12 Minuten.
Alle 6-10 Minuten waren Nachbeben , insgesamt 27, in New Madrid zu spüren, bis zum sogenannten Tageslichtschock, der die gleiche Intensität wie der erste hatte. Viele davon waren auch im Osten der USA zu spüren, wenn auch mit geringerer Intensität als beim ersten Erdbeben.
  • 16. Dezember 1811 , manchmal auch als „Dawn Shock“ oder „Daylight Shock“ bezeichnet, ereignete sich um 1315 UTC (7:15 Uhr); (M etwa 7) mit dem Epizentrum im Nordosten von Arkansas.
  • 23. Januar 1812 , 1515 UTC (9:15 Uhr); (M ungefähr 7,3) Epizentrum um New Madrid, obwohl dies umstritten ist. Dies war wahrscheinlich der kleinste der drei Hauptschocks, führte jedoch zu weit verbreiteten Bodenverformungen, Erdrutschen, Rissen und Bachuferhöhlen im Meizoseismal-Gebiet . Johnston und Schweig führten dieses Erdbeben auf einen Bruch an der New Madrid North Fault zurück. Nach Ansicht einer Minderheit befand sich das Epizentrum dieses Erdbebens im Süden von Illinois. Ein Expertengremium aus dem Jahr 2011 drängte auf weitere Forschung, um diesen Punkt zu klären, und stellte fest, dass die Illinois-Hypothese bedeuten würde, dass ein ausgedehnter Verwerfungsabschnitt existiert, der möglicherweise noch belastet und in der Lage ist, in Zukunft ein großes Erdbeben zu beherbergen.
  • 7. Februar 1812 , 0945 UTC (3:45 Uhr); (M ca. 7,5) Epizentrum in der Nähe von New Madrid, Missouri. Dies war das größte Ereignis der Serie und zerstörte die Stadt New Madrid. In St. Louis, Missouri , wurden viele Häuser schwer beschädigt und ihre Schornsteine ​​gestürzt. Es scheint auf der Reelfoot-Verwerfung aufgetreten zu sein, einem umgekehrten Verwerfungssegment , das den Mississippi südlich von Kentucky Bend unterquert und sich nach Osten als Lake County Uplift fortsetzt. In diesem Fall erzeugte die Hebung entlang der Verwerfung temporäre Wasserfälle am Mississippi , erzeugte eine Welle, die sich stromaufwärts ausbreitete, und verursachte die Bildung des Reelfoot Lake durch das Aufstauen von Bächen.
Mehr als 4000 Erdbebenmeldungen seit 1974

1812-1900

Hunderte von Nachbeben der Serie 1811-1812 folgten über einen Zeitraum von mehreren Jahren. Bis 1817 traten Nachbeben auf, die stark genug waren, um gefühlt zu werden. Die größten Erdbeben, die seitdem aufgetreten sind, waren am 4. Januar 1843 und am 31. Oktober 1895 mit Magnitudenschätzungen von 6,0 bzw. 6,6. Das Ereignis von 1895 hatte sein Epizentrum in der Nähe von Charleston, Missouri . Das Beben beschädigte praktisch alle Gebäude in Charleston, schuf Sandvulkane in der Stadt, zerschmetterte einen Pier an der Kairoer Eisenbahnbrücke und stürzte Schornsteine ​​in St. Louis, Missouri ; Memphis, Tennessee; Gadsden, Alabama ; und Evansville, Indiana .

Moderne Aktivität

Das größte NMSZ-Erdbeben des 20. Jahrhunderts war ein Beben der Stärke 5,4 (obwohl es damals als 5,5 gemeldet wurde) am 9. November 1968 in der Nähe von Dale, Illinois . Das Beben beschädigte das bürgerliche Gebäude in Henderson, Kentucky , und war in 23 Staaten zu spüren. Leute in Boston sagten, ihre Gebäude schwankten. Zum Zeitpunkt des Bebens war es das größte aufgezeichnete Beben mit einem Epizentrum in Illinois in der aufgezeichneten Geschichte dieses Staates. Im Jahr 2008 ereignete sich in der nahegelegenen Wabash Valley Seismic Zone ein Erdbeben ähnlicher Stärke von 5,4 mit seinem Epizentrum in Illinois in der Nähe von West Salem und Mount Carmel .

1974 wurden in und um das Gebiet Instrumente installiert, um seismische Aktivitäten genau zu überwachen. Seitdem wurden mehr als 4.000 Erdbeben registriert, von denen die meisten zu klein waren, um gefühlt zu werden. Im Durchschnitt ist ein Erdbeben pro Jahr groß genug, um in der Region zu spüren.

Geologie

Geologische Struktur des Reelfoot Rift

Die Fehler , die für die NMSZ sind in einem unterirdischen geologischen Merkmale bekannt als die eingebettete Reelfoot Rift , dass während der Auflösung des gebildeten supercontinent Rodinia in der Neoproterozoic Ära (vor etwa 750.000.000 Jahren). Das resultierende Riftsystem konnte den Kontinent nicht spalten, sondern blieb als Aulacogen (eine Narbe oder Zone der Schwäche) tief unter der Erde, und seine alten Verwerfungen scheinen die Erdkruste in der Gegend von New Madrid mechanisch schwächer gemacht zu haben als die meisten anderen von Nordamerika.

Diese relative Schwäche ist wichtig, weil sie es den relativ geringen Ost-West-Kompressionskräften ermöglichen würde, die mit der anhaltenden Kontinentalverschiebung der nordamerikanischen Platte verbunden sind, um alte Verwerfungen um New Madrid zu reaktivieren, was das Gebiet trotz seiner Entfernung ungewöhnlich anfällig für Erdbeben machen würde von der nächsten tektonischen Plattengrenze.

Da in Nordamerika andere alte Risse bekannt sind, aber nicht alle mit modernen Erdbeben in Verbindung gebracht werden, könnten andere Prozesse am Werk sein, um die mechanische Belastung der New-Madrid-Verwerfungen lokal zu erhöhen. Es wurde auch vermutet, dass eine Form der Erwärmung in der Lithosphäre unterhalb des Gebiets tiefe Gesteine ​​plastischer macht, was die Druckspannung in dem flacheren Untergrundbereich konzentrieren würde, in dem die Verwerfung auftritt.

Erdbeben in den seismischen Zonen New Madrid und Wabash Valley

Potenzial für zukünftige Erdbeben

In einem im November 2008 eingereichten Bericht warnte die US Federal Emergency Management Agency , dass ein schweres Erdbeben in der NMSZ zu „den höchsten wirtschaftlichen Verlusten aufgrund einer Naturkatastrophe in den Vereinigten Staaten“ führen könnte, und prognostiziert weiter „weit verbreitete und katastrophale“ Schäden in der gesamten Region Alabama, Arkansas, Illinois, Indiana, Kansas, Kentucky, Mississippi, Missouri, Oklahoma, Texas und insbesondere Tennessee, wo ein Beben der Stärke 7,7 Zehntausende von Strukturen beschädigen würde, die die Wasserverteilung , Transportsysteme und andere lebenswichtige Infrastruktur beeinträchtigen würden . Es wird erwartet, dass das Erdbeben auch viele tausend Todesopfer fordert, wobei allein in Memphis mehr als 4.000 Todesopfer erwartet werden.

Das Potenzial für das Wiederauftreten großer Erdbeben und ihre Auswirkungen auf dicht besiedelte Städte in und um die seismische Zone haben in der NMSZ viel Forschung zum Verständnis gebracht. Durch die Untersuchung von Beweisen für vergangene Beben und die genaue Überwachung der Bodenbewegungen und der aktuellen Erdbebenaktivität versuchen Wissenschaftler, deren Ursachen und Wiederholungsintervalle zu verstehen.

Im Oktober 2009 betrachtete ein Team aus Forschern der University of Illinois und Virginia Tech unter der Leitung von Amr S. Elnashai, das von der Federal Emergency Management Agency finanziert wurde , ein Szenario, bei dem alle drei Segmente der New-Madrid-Verwerfung gleichzeitig mit einer Gesamtbebenstärke von . brachen 7.7. Der Bericht stellte fest, dass es in den acht untersuchten Bundesstaaten – Alabama, Arkansas, Illinois, Indiana, Kentucky, Mississippi, Missouri und Tennessee – zu erheblichen Schäden kommen würde, mit der Wahrscheinlichkeit zusätzlicher Schäden in Staaten, die weiter von der NMSZ entfernt sind. Tennessee, Arkansas und Missouri würden am stärksten betroffen sein, und die Städte Memphis, Tennessee, und St. Louis, Missouri, würden schwer beschädigt. Der Bericht schätzte 86.000 Opfer, darunter 3.500 Tote, 715.000 beschädigte Gebäude und 7,2 Millionen Menschen, die vertrieben wurden, von denen zwei Millionen Schutz suchten, hauptsächlich aufgrund des Mangels an Versorgungseinrichtungen. Die direkten wirtschaftlichen Verluste belaufen sich dem Bericht zufolge auf mindestens 300 Milliarden US-Dollar.

Iben Brownings Vorhersage von 1990

Beginnend im Februar 1989 sagte der selbsternannte Klimatologe Iben Browning , der behauptete, den Ausbruch des Mount St. Helens 1980 und das Erdbeben von Loma Prieta 1989 vorhergesagt zu haben, eine 50%ige Wahrscheinlichkeit eines Erdbebens der Stärke 6,5 bis 7,5 in der Gegend von New Madrid vorher zwischen dem 1. Dezember und dem 5. Dezember 1990. Browning scheint diese Vorhersage auf besonders starke Gezeitenkräfte gestützt zu haben, die während dieser Zeit erwartet wurden, und seine Meinung, dass ein Erdbeben in New Madrid "überfällig" war; Seismologen sind sich jedoch im Allgemeinen einig, dass keine Korrelation zwischen Gezeiten und Erdbeben besteht. Der United States Geological Survey (USGS) forderte eine Bewertung der Vorhersage durch einen Beirat von Geowissenschaftlern, der zu dem Schluss kam, dass "die Vorhersage keine wissenschaftliche Gültigkeit hat". Trotz des Mangels an wissenschaftlicher Unterstützung wurde Brownings Vorhersage in den internationalen Medien weit verbreitet und löste öffentliche Besorgnis aus. Der Zeitraum verging ohne größere Erdbebenaktivitäten in New Madrid oder entlang der 120 Meilen (190 km) langen Verwerfungslinie.

Unsicherheit über Rezidivpotenzial

Das Fehlen offensichtlicher Landbewegungen entlang des New-Madrid-Verwerfungssystems hat Wissenschaftler lange Zeit verwirrt. Im Jahr 2009 zeigten zwei Studien auf der Grundlage von acht Jahren GPS-Messungen, dass sich die Verwerfungen mit nicht mehr als 0,2 mm (0,0079 Zoll) pro Jahr bewegten. Dies steht im Gegensatz zur Schlupfrate auf der San Andreas Fault , die durchschnittlich bis zu 37 mm (1,5 Zoll) pro Jahr in ganz Kalifornien beträgt.

Am 13. März 2009 berichtete eine von der USGS finanzierte Forschungsgruppe der Northwestern University und der Purdue University in Science und anderen Zeitschriften, dass das System von New Madrid möglicherweise "abschaltet" und sich tektonischer Stress jetzt woanders ansammelt. Seth Stein, der Leiter der Forschungsgruppe, veröffentlichte diese Ansichten 2008 in einem Buch mit dem Titel Disaster Deferred . Obwohl einige dieser Ideen unter Forschern eine gewisse Akzeptanz gefunden haben, wurden sie vom National Earthquake Prediction Evaluation Council nicht akzeptiert die USGS.

In der Nature- Ausgabe vom 5. November 2009 sagten Forscher der Northwestern University und der University of Missouri , dass die Beben entlang der Verwerfungen aufgrund des Fehlens von Verwerfungsbewegungen möglicherweise nur Nachbeben der Erdbeben von 1811 bis 1812 sein könnten .

Laut USGS besteht ein breiter Konsens darüber, dass die Möglichkeit schwerer Erdbeben in der NMSZ weiterhin Anlass zur Sorge gibt und dass die GPS-Daten keine zwingenden Argumente für eine Verringerung der wahrgenommenen Erdbebengefahren in der Region liefern. Eine Sorge besteht darin, dass die kleinen Erdbeben, die immer noch auftreten, im Laufe der Zeit nicht weniger werden, als wären sie Nachbeben der Ereignisse von 1811 bis 1812; ein anderer ist, dass die 4.500-jährige archäologische Aufzeichnung großer Erdbeben in der Region bedeutender ist als 10 Jahre direkte Dehnungsmessung. Die USGS veröffentlichte 2009 ein Informationsblatt, in dem die Wahrscheinlichkeit eines Erdbebens in New Madrid mit einer Stärke von 7–10 % einer Magnitude vergleichbar mit einem der Beben von 1811–1812 innerhalb der nächsten 50 Jahre und einer Wahrscheinlichkeit von 25–40 % einer Magnitude geschätzt wird 6.0 Erdbeben im gleichen Zeitrahmen.

Im Juli 2014 hat die USGS die Risikobewertung für das Gebiet New Madrid erhöht.

Siehe auch

Verweise

Weiterlesen

  • Boyd, KF (1995). Geomorphe Hinweise auf Deformationen im nördlichen Teil der seismischen Zone von New Madrid [US Geological Survey Professional Paper 1538-R]. Washington, DC: US-Innenministerium, US Geological Survey.
  • Langenheim, VE (1995). Schwerkraft der seismischen Zone von New Madrid: eine vorläufige Studie [US Geological Survey Professional Paper 1538-L]. Washington, DC: US-Innenministerium, US Geological Survey.
  • Odum, JK, et al. (1995). Hochauflösende seismischen Reflexionsuntersuchungen der nordwestlichen Reelfoot Rift Grenze in der Nähe von Marston, Missouri [US Geological Survey Professional Paper 1538-P]. Washington, DC: US-Innenministerium, US Geological Survey.
  • Potter, CJ, et al. (1995). Struktur des Rift-Systems Reelfoot-Rough Creek, des Flussspat-Verwerfungskomplexes und der Hicks-Kuppel, Süd-Illinois und West-Kentucky: neue Einschränkungen aus regionalen seismischen Reflexionsdaten [US Geological Survey Professional Paper 1538-Q]. Washington, DC: US-Innenministerium, US Geological Survey.
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  • Stein, Seth. Disaster Deferred: A New View of Erdbeben Hazards in the New Madrid Seismic Zone Columbia University Press, 2012.
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  • Valencius, Conevery Bolton. Die verlorene Geschichte der Erdbeben von New Madrid. Chicago: University of Chicago Press, 2013.

Externe Links