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福岛事故之后:印度点核电站何去何从?/拉马波断层

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地图描绘了拉马波断层系统在纽约、新泽西和宾夕法尼亚州的范围

拉马波断层带,横跨纽约新泽西宾夕法尼亚超过185英里(300公里),是一个断层系统,位于北部阿巴拉契亚山脉和东部的皮埃蒙特地区之间。[1] 这种断层可能是中大西洋地区最著名的断层带,已知其附近发生过一些小地震。近年来,公众对该断层的了解有所增加,特别是在20世纪70年代之后,人们注意到该断层靠近纽约的印度点核电站。

一些地震学家认为,该断层系统有可能发生大地震,[2][3]地震散布在整个区域,在拉马波断层沿线没有特别的活动集中度(见纽约市地区的地震活动)。因此,其他人认为,拉马波断层(或该地区任何已知的断层)都没有被证明比大纽约市地区的其他断层带更活跃。[4][5][6]

纽约市附近的地震活动。数据来自美国地质调查局(USGS)和国家地震信息中心(NEIC)。绿线表示拉马波断层的踪迹。

纽约市地区是北部阿巴拉契亚山脉地质结构复杂的一部分。这种复杂的结构是在过去5亿年内形成的,当时阿巴拉契亚山脉北部下方的地壳是两个主要地质事件的发生地,这两个事件都留下了它们在纽约市地区基岩上的印记。[7][8] 大约在4.5亿年前到大约2.5亿年前之间,阿巴拉契亚山脉北部地区受到大陆碰撞的影响,古代非洲大陆与古代北美大陆碰撞形成超大陆盘古大陆。从大约2亿年前开始,现在的北大西洋开始形成,因为板块构造力开始裂开盘古大陆。[9] 影响纽约市地区基岩的最后一次重大地质活动发生在大约1亿年前的中生代,当时导致现代北大西洋开裂的大陆裂谷形成了哈特福德和纽瓦克中生代裂谷盆地。

美国东北部的地震发生率是加州的1/100,但在美国东北部发生的地震通常比美国西部相同震级的地震在更广的区域内被感受到。[10] 这意味着美国东北部地震造成的破坏区域可能大于美国西部相同震级地震造成的破坏区域。美国东北部较冷的岩石有助于地震能量传播的距离是加州温暖岩石的十倍。震级4.0的美国东部地震通常可以在其震中100公里(60英里)处感受到,但很少在其震源附近造成破坏。震级5.5的美国东部地震虽然不常见,但可以在其震中500公里(300英里)处感受到,并且可以在其震中40公里(25英里)处造成破坏。震级超过5.0的地震会产生足够强的震动,在震中区域造成破坏。

在像加州的圣安德烈亚斯断层系统这样的研究充分的板块边界,科学家通常可以进行观察,使他们能够识别发生地震的具体断层。相反,在落基山脉以东,这种情况很少发生。[11] 纽约市地区距离北美板块的边界很远,这些边界位于大西洋中央、加勒比海和北美西海岸。美国东北部的地震活动通常被认为是由于古代的薄弱区域在现代应力场中被重新激活造成的。在这个模型中,在古代地质事件中形成的预先存在的断层,在板内地壳中持续存在,当现代应力沿着这些薄弱区域释放时,就会发生地震。造成地震的应力通常被认为来自现代在中大西洋海脊的裂谷。

美国东北部有许多已知的断层,但许多较小的或深埋的断层可能尚未被发现。实际上所有已知的断层可能在9000万年或更长时间内都没有活动过。此外,已知断层的位置在地震深度处没有得到很好的确定。因此,该地区的很少地震可以明确地与已知断层联系起来。鉴于目前的地质和地震学数据,很难确定已知断层是否仍在今天活跃并可能产生现代地震。与落基山脉以东的大多数其他地区一样,美国东北部地震危险的最佳指南可能是过去地震本身的位置。

拉马波断层一直被指责为过去发生的一些地震,但尚未证明任何重大地震与该断层有特定的关联。[6] 1884年影响纽约市的一场破坏性地震被错误地认为是由拉马波断层引起的,可能是因为它在大纽约市地区是最突出的映射断层。目前,断层与纽约市地区的地震之间的关系被认为比将特定地震简单地与特定断层联系起来更复杂。[12]

区域环境

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文件:Newark Basin Cross Section.JPG
USGS绘制的纽瓦克盆地横截面。拉马波断层构成纽瓦克盆地的西边界。它是橙色所示前寒武纪基底块体之间断层的表面位置。

新泽西州、宾夕法尼亚州东部和纽约州东南部在地质上划分为四个自然地理区,每个区域在结构上都有所不同。最西端是山谷和山脊区,由寒武纪-泥盆纪沉积岩石灰石砂岩页岩组成,这些岩石是古代海洋沉积物、沙子和泥土的遗留。该区的东部是高地。该区由该地区最古老的岩石组成 - 片麻岩花岗岩前寒武纪大理石 - 由熔化的沉积岩形成,并在变形状态下重新结晶。该地区还存在古生代岩带。[13][7]

高地的东部是皮埃蒙特,特别是纽瓦克盆地。拉马波断层构成纽瓦克盆地和高地之间的边界,从纽约州霍弗斯特罗延伸至靠近宾夕法尼亚州谢弗斯敦。纽瓦克盆地是一个在盘古大陆分裂过程中形成的夭折的裂谷,由三叠纪和早期侏罗纪的沉积岩和火山岩组成。拉马波断层的较小延伸部分,包括霍普韦尔断层、弗莱明顿-弗朗隆断层和查尔方特断层,在盆地内存在。[14][15]

纽瓦克盆地的东部是不同的地质区。在纽约州东南部,从威彻斯特县南部到史坦顿岛,是曼哈顿山脊高地和史坦顿岛蛇纹岩带(新英格兰省的一部分)。从史坦顿岛的南端到新泽西州特伦顿大西洋沿岸平原。特伦顿以南,宾夕法尼亚州皮埃蒙特东部雷丁山脊高地的低起伏延伸部分与纽瓦克盆地的南部终点接壤,该终点位于雷丁西南方向。[16]

断层带

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断层将新泽西州高地和皮埃蒙特地区分开。

该断层系统是东北走向、东南倾斜断层系列的一部分,可能大部分处于非活动状态。[17] 许多长5至10英里的断层从主断层分支出去。[18]

断层最初活动于晚前寒武纪 - 早古生代时期,具体来说是寒武纪-奥陶纪时期。[19] 该断层经历了六到七个主要的震动活动期。[18][20] 最后一次地震活动高峰期可能发生在三叠纪,即2亿年前。[21] 在这段时间里,拉马波断层,最初是在形成阿巴拉契亚山脉期间活跃的逆冲断层,随着大西洋的开裂和超大陆盘古大陆的撕裂而重新活跃起来。[14] 该断层成为剧烈裂谷活动中不可或缺的一部分,缓慢地将东部的陆地降低了9公里以上,形成了纽瓦克盆地[22] 在晚三叠世和早侏罗世期间,岩浆能够通过断层沿线的线性裂缝渗出,产生间歇性的溢流玄武岩,形成了瓦丘山脉[14][23]

纽约市地区的地震危害

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尽管美国东海岸强地震很少发生,但确实会发生一些地震。此外,当这些罕见的美东地震发生时,受其影响的区域平均比发生相同震级的地震的西部的区域大十倍。[12] 因此,地震至少对美东城市构成了中等危害。

大纽约市地区的地震影响了新泽西州的大部分地区(人口密度最高的州)以及纽约市。很难判断拉马波断层本身(或该地区任何其他特定已绘制的断层)是否比该地区的任何其他部分更有可能成为未来地震的来源。2008年的一项研究认为,一场6级或7级地震注定要起源于拉马波断层带,这几乎肯定会造成数百人甚至数千人死亡,以及数十亿美元的损失。[24] 该研究还分析了300年来大约400次地震,认为存在一条从拉马波断层带延伸到康涅狄格州西南部额外的断层带。[24] 另一方面,其他地震学家认为,无论是拉马波断层,还是任何假设延伸到康涅狄格州西南部的地震带,都没有被证明比大纽约市地区的任何其他部分更活跃。[6]

在拉马波断层北端附近是印第安角核电站。该电站由联合爱迪生公司于 1956 年至 1960 年间建造,并于 1963 年开始运营。它花费了 90,000,000 美元(1978 年美元),一直受到人们的关注,因为担心拉马波断层的地震会影响该电站。[19] 拉马波断层是否真的对该核电站构成威胁仍然是一个问题。[6]

参考资料

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  1. 地震和纽约州东南部拉马波断层系统. 哥伦比亚大学地球研究所新闻档案,2004 年。2009 年 10 月 24 日访问。
  2. Aggarwal, Y.P. and L.R. Sykes (1978), 地震、断层和纽约南部和新泽西北部核电站, 科学, 200, 425–429。
  3. Sykes, L.R., J.G. Armbruster, W.Y. Kim, and L. Seeber (2008), 纽约市大都会区-费城地区历史和仪器定位地震的观测和构造背景, 美国地震学会公报, 98(4), 1696–1719。
  4. Kafka, A.L. E.A. Schlesinger-Miller, and N.L. Barstow (1985), 纽约市大都会区地震活动: 震级、地震活动和地质构造, 美国地震学会公报, 75(1), 1285–1300。
  5. Kafka, A.L. M.A. Winslow, and N.L. Barstow (1989), 纽约市大都会区地震活动: 寻断层指南, 载于野外旅行指南 (D. Weiss, 编辑), 第 61 届纽约州地质学会年会, 177-204。
  6. a b c d http://akafka.wordpress.com/faults-and-earthquakes-in-the-greater-new-york-city-area-reflections-at-the-intersection-of-science-media-and-the-public/ 纽约市大都会区断层和地震: 科学、媒体和公众交汇处的思考
  7. a b "美国地质省:阿巴拉契亚高地省". USGS. 检索于 2010-07-19.
  8. http://3dparks.wr.usgs.gov/nyc/highlands/highlands.html USGS,纽约市地区地质,高地省
  9. 无效的 <ref> 标记;未为名为 USGS Parks Appalachians 的引用提供文本
  10. http://gallery.usgs.gov/audios/?a=279 为什么美国东部的人们应该担心地震?
  11. http://www2.bc.edu/~kafka/my_opinion.html Kafka, A.L. (2000), 关于美国断层和地震的公众误解: 是我们自己的错吗?, 地震研究通讯, 71(3).
  12. a b "新泽西的地质断层和地震". 新泽西地质调查局. 2009. 检索于 10 月 24 日, 2009.
  13. "新泽西地质图:新泽西的地质" (PDF). 新泽西地质调查局. 环境保护部. 1999. 检索于 7 月 19 日, 2010.
  14. a b c Schlische, Roy W. 纽瓦克裂谷盆地的地质. 鲁特格斯大学地质科学系,新泽西州皮斯卡塔韦。2009 年 10 月 24 日访问。
  15. Schlische, R.W., 1992. 纽瓦克伸展盆地构造和地层发展,北美东部:盆地及其边界构造生长证据. 美国地质学会公报, v. 104, no. 10, p. 1246-1263。
  16. "美国各州地质图". 美国地质调查局. 线上空间矿产资源数据. 2009. 检索于 11 月 26 日, 2010.
  17. "地震和纽约州东南部拉马波断层系统". 哥伦比亚大学. 2004 年 4 月 30 日. 检索于 10 月 24 日, 2009.
  18. a b Nash, Margo (2001 年 3 月 25 日). "地图上;探索下一次大地震可能发生的断层". 纽约时报 (Arthur Ochs Sulzberger, Jr.). http://www.nytimes.com/2001/03/25/nyregion/on-the-map-exploring-the-fault-where-the-next-big-one-may-be-waiting.html. 检索于 2009 年 10 月 24 日. 
  19. a b Adams, A.G. (1996). 哈德逊河指南 (第2版). p. 156. ISBN 9780823216796. 于 2011年12月8日检索.
  20. Ratcliffe, Nicholas M. (1971). "纽约及邻近新泽西北部拉马波断裂带:构造继承的案例". 美国地质学会简报. 美国地质学会. 82 (1): 125–144. {{cite journal}}: |access-date= requires |url= (help); Unknown parameter |month= ignored (help)
  21. Page, Robert A. (1968). "拉马波断裂附近的地震活动,新泽西-纽约". 美国地震学会简报. 美国地震学会. 58 (2): 681–687. 于 2009年10月24日检索. {{cite journal}}: Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help); Unknown parameter |month= ignored (help)
  22. Rance, Hugh. 历史地质:现在是过去的钥匙. 1996. 参见第429-430页。 在线可用
  23. 纽约地区地质,中生代盆地. 美国地质调查局. 于 2009年10月25日访问。
  24. a b Fitzgerald, Jim (2008年8月23日). "研究发现纽约市新的地震危险". 福克斯新闻. http://www.foxnews.com/printer_friendly_wires/2008Aug23/0,4675,EarthquakesNYC,00.html. 于 2009年10月24日检索. 

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