Daha çox

3.1: Jello Solid Rock and Bowls - Geoscience


“Sözlərimi eşidib tətbiq edən hər kəs evini qayanın üstündə quran ağıllı insana bənzəyir. Bütün bunların altında çökdü və tamamilə xarab oldu. ”

Matta Kitabı 7: 24-27

1. Giriş

Zəlzələ ölkəsində yaşayırıq, amma Pasifikin Şimal-qərbini tərk etmək istəmirik. Xoşbəxtlikdən, yaşamaq şansımızı sadəcə harada yaşadığımız və ya işlədiyimiz və necə qurduğumuz barədə ağıllı qərarlar verməklə necə yaxşılaşdıracağımızı bilirik. Zəlzələ təhlükəsi ilə əlaqədar bir tikinti sahəsinin geoloji vəziyyətini qiymətləndirmək üçün texnologiya əlinizdədir.

Üç müxtəlif zəlzələ problemi səth sahələri ilə əlaqədardır: (1) seysmik dalğaların yumşaq səth çöküntüləri ilə gücləndirilməsi, (2) səthə yaxın çöküntülərin mayeləşdirilməsi və (3) sürüşmə, daş uçqunları və dağıntı axınları nəticəsində təpələrin dağılması.

2. Seysmik dalğaların yumşaq səth çöküntüləri ilə gücləndirilməsi

San Franciscodakı Ghirardelli Meydanı və Balıqçı İskelesi'nin qərbindəki Mason Fortdan lüks Marina Bölgəsinin dəbli şəhər evlərinə qədər qısa bir yürüyüşdür, lakin 17 oktyabr 1989-cu il zəlzələsi əsnasında bu iki bölgənin yer hərəkətinin intensivliyi dramatik şəkildə fərqlidir. Marina Bölgəsi, altmış mil uzaqlıqdakı zəlzələnin mərkəzindən daha yüksək, IX qədər yüksəklik yaşadı. Fort Mason və Fisherman’s Wharf yalnız VII intensivliyini yaşadı.

18 Aprel 1906-cı ildə Fort Mason, ABŞ Ordusu Mühəndislər Korpusunun kapitanı M. L. Walkerin rəhbərliyində idi. Böyük San-Fransisko Zəlzələsi Kapitan Uokeri oyaq sarsıtmışdı, lakin daha sonra zəlzələnin “mülayim bir silkələmədən başqa bir şey olmadığını” düşünərək yenidən yatağa getmişdi. Tuğgeneral Frederick Funston, Sansome Caddesi'nde çökmüş binaların və güclü yanğınların çöküntüsündə, kapitan Walker'a qoşunlarını toplamaq üçün təcili çağırış göndərdi. Kapitan ikinci dəfə oyanmalı idi.

Niyə Mason Fort hər iki zəlzələnin ən pisindən xilas oldu? Mason qalası əsas qaya üzərində, 1989-cu ildə zərər görən Marina Bölgəsi isə yumşaq çöküntü üzərində inşa edilmişdir. Geoloji təməl material bütün fərqi yaratdı.

Marina Bölgəsi, 1906-cı il zəlzələsindən sonra hidrolik cəhətdən boşaldılmış “quru ərazi” olan San Francisco Körfəzindəki zərif qum üzərində və bu zəlzələ nəticəsində dağılmış binaların dağıntıları ilə birlikdə inşa edilmişdir. Bu material 1915-ci ildə dünyaya “San Francisco geri döndü!” Deyən beynəlxalq bir sərgi üçün bir tikinti sahəsi hazırlamaq üçün bir araya gətirildi. Bəli, San-Fransisko geri döndü, tamam, amma qum və dağıntılar içərisində bir vaxt bombası var idi: təməl çox zəif birləşdirilmişdi ki, növbəti zəlzələ zamanı yaxşı dayansın. 1989-cu ilin oktyabrında vaxt bombası atıldı.

Şəkil 8-1, zəlzələnin yeraltı daş üzərində qurulduğu Fort Mason (MAS) -da 21 Oktyabr tarixində qeydə alınan 4.6 bal gücündə bir aftersokun və Marina Bölgəsindəki iki sahənin, biri qədim bir çimərlikdən qum tumu üstündə (PUC) göstərilmişdir. və digərləri (LMS) 1906 zəlzələsindən sonra yerləşdirilən süni dolguda. Seysmik dalğalar PUC və LMS-də MAS-a nisbətən daha güclü idi ki, bu da daha şiddətli seysmik sarsıntıların göstəricisidir və daha çox ziyana səbəb olur. Dalğalar da daha aşağı tezlikdə idi. Mühəndislər MAS kimi bir stansiyanı qaya sahəsi, PUC və LMS torpaq sahələri kimi stansiyaları adlandırırlar.

Şəkil 8-1. 21 oktyabr 1989-cu il tarixində, San Francisco Yarımadasının şimal ucundakı üç müvəqqəti stansiyada Loma Prieta zəlzələsində 4.6 bal gücündə seysmoqramlar, Marina bölgəsindəki iki torpaq sahəsindəki (PUC, LMS) torpaq hərəkətinin gücləndirildiyini göstərir. Fort Mason (MAS) dakı bir əsas yer. USGS-dən

Bu iki növ sahə ilə masadakı bir fincan jello arasında bir bənzətmə, evdə edilə bilən bir təcrübə arasında edilir. İki və ya üç uşaq blokunu bir-birinin üstünə masa üstü yığın, daha sonra bir neçə bloku jelonun üstünə yığın. Sonra masanı yan tərəfə sarsıtın. Jellodakı bloklar yıxılacaq, birbaşa masanın üstündəki bloklar ayaqda qala bilər. Blokların masadakı silkələnməsi seysmik dalğanın əsas qayalardan keçən təsirini göstərir. Sarsıntı jello qabına çatdıqda, dalğalar gücləndirilir ki, jello üstü titrəyir və blokların aşmasına səbəb olur. Bənzər bir şəkildə, bir torpaq sahəsindəki yumşaq təməl materialları seysmik dalğaları gücləndirəcək və bu da qaya sahələrində gözləniləndən daha güclü bir sarsıntı ilə nəticələnir.

Bu fenomenin faciəvi bir təsviri 1985-ci ildə 8.1 bal gücündə olan Meksika şəhər zəlzələsi ilə təmin edilmişdir. Əslində zəlzələnin episentri Sakit Okeanda, Meksikodan yüzlərlə mil məsafədə yerləşən bir subduksiya zonasında idi. O şəhərin verdiyi dəhşətli itkilərə görə Meksika Zəlzələsi adlanır. Mexiko şəhərində on beş milyondan çox insan yaşayır, əksəriyyəti keyfiyyətsiz evlərdə yaşayır, bu da bu qədər insanın həyatını itirməsinin bir səbəbi idi. Ancaq daha əhəmiyyətlisi geoloji təməldir: Meksika şəhəri Texcoco gölünün keçmiş yatağında inşa edilmişdir. Bu qədim gölün gili, lil və qumu, qismən su ilə doymuş, subdüksiya zonasından hərəkət edən seysmik dalğaları çox gücləndirdi. Beş yüzdən çox bina yıxıldı, on mindən çox insan öldü. Texcoco gölünün döşəməsi həqiqətən göl yataqlarının altındakı Yer qabığı olan masa üstü üzərində dayanan jello kasası kimi hərəkət etdi.

Mexico City Zəlzələsi, British Columbia'nın cənub-qərbindəki Willamette Vadisi, Puget Sound və Fraser River deltasının böyük şəhərləri üçün bir dərs verdi. Bu şəhərlərin təməl hissəsinin çox hissəsi yumşaq çöküntüdür: Fraser və Duvamiş çaylarının deltaik çöküntüləri, Puget Sound-da buzlaq yataqları və Willamette və Columbia çaylarının allyuvial yataqları. Subduksiya zonası zəlzələsi çox uzaqlarda, sahilin yaxınlığında və ya dəniz kənarında olsa da (Meksikoda olduğu kimi), bu yumşaq çöküntülərin seysmik dalğaları gücləndirəcəyi və şəhərlərin daş qaya üzərində qurulduğundan daha çox zərər verəcəyi gözlənilirdi. Xoşbəxtlikdən Pasifik Şimal-qərbindəki insanlar üçün bina standartları 1985-ci ildəki Meksikadakından daha yüksəkdir, buna görə də bir o qədər yüksək insan itkisi gözləməzdik. Bundan əlavə, dünyanın bir çox yeraltı zəlzələlərindəki geotexniki təcrübə, səthə yaxın geologiyanın müxtəlif zəlzələ mənbələrindən gələn seysmik dalğalara təsirlərinin proqnozlaşdırılmasına imkan verir. Başqa sözlə, bu bir şey edə biləcəyimiz bir problemdir.

Bu texnika, Portland şəhəri üçün Oregon Geologiya və Mineral Sənayesi Departamenti ilə iş birliyində Woodward-Clyde Federal Servicesdən olan Ivan Wongun rəhbərlik etdiyi bir araşdırma ilə təsvir edilmişdir. İki zəlzələ mənbəyi eyni olmadığından, Wong və həmkarları, Cascadia Subduction Zone zəlzələsinə əsaslanan kompüter simulyasiyalarını proqramlaşdırdılar.w 8.5 və M.-nin qabıqlı zəlzələləriw 6 və Mw 6.5. Səth təsirləri bir sahənin episentrdən olan məsafəsindən güclü şəkildə təsirləndiyinə (zəiflədiyinə) görə, qabıq mənbəyindən beş, on və on beş kilometrə (1,6 kilometr = bir mil) qədər olan məsafələrdən istifadə etdilər.

Seysmik dalğanın hansı xüsusiyyəti binalar üçün təhlükəni müəyyənləşdirmək üçün daha yaxşıdır? Wong qrupu süfiqi sürətlənməilə ifadə edildi cazibə faizi (faiz g). Sürətlənmə bir cismin sürətindəki artım sürətidir. Bir uçurumdan çıxıb kosmosa düşsəniz, sürətiniz Yerin cazibə qüvvəsi sayəsində saniyədə 32 fut (9.8 metr) sürətlə sıfırdan sürətlənəcəkdir. Bu, 1 g sürətlənmədir. Zəlzələnin şaquli sürətlənməsi 1 q-dan çox olduqda, ilk dəfə 1897-ci ildə Hindistanda baş verən böyük bir zəlzələ zamanı müşahidə olunduğu kimi daşlar və ya torpaq parçaları havaya atılır. 1 g-dən çox şaquli sürətlər 1971-ci il San Fernando, Kaliforniya dövründə qeydə alınıb. , Zəlzələ nəticəsində, əyləcləri quraşdırılmış bir xilasetmə maşını Lopez Canyon Fire Station-a atıldı və yerdən 3 fut yüksəklikdəki qaraj qapısının şinində təkər izləri qaldı.

Yatay sürətlənmələr də ölçülə bilər. 1 g sürətlə sürətlənən bir avtomobil, hərəkətsiz bir vəziyyətdə 100 saniyəni 4 saniyədən bir az çox məsafədə qət edərdi. Daha sonra görəcəyimiz kimi, üfüqi sürətləndirmə xüsusilə vacibdir, çünki zəlzələlər nəzərə alınmadan tikilən bir çox köhnə tikililər binanın öz ağırlığı kimi şaquli yüklərə davamlı olmaq üçün dizayn edilmişdir, zəlzələ isə binanın o tərəfdən tərpənməsinə səbəb ola bilər. , üfüqi sürətlənir. Daha yüksək zirvənin sürətlənməsi müəyyən bir ərazidə daha yüksək zəlzələ intensivliyinə səbəb olacaqdır.

Zərərlə əlaqəli güclü torpaq hərəkətlərinin digər xüsusiyyətləri bunlardır sürət- zəlzələ zamanı bir bina nə qədər sürətlə tərpənir - və yerdəyişmə- seysmik dalğa yerin nə qədər uzaqlaşmasına səbəb olur. Ümumiyyətlə, sürət nə qədər yüksək olarsa, sürət və yerdəyişmə o qədər yüksək olur. Lakin, zəlzələnin gücü nə qədər yüksəkdirsə, sürət də o qədər yüksəkdir. Şimdiyə qədər qeydə alınan ən yüksək sürətlənmələrdən bəziləri 7 baldan az olan zəlzələlər zamanı meydana gəldi, Kaliforniyanın şimalında 3 sentyabr 2000-ci ildə baş verən Yountville zəlzələsi yalnız M 5.2 gücündə idi, buna baxmayaraq 0.5 q-a qədər sürətlənmə ilə nəticələndi.

Güclü sarsıntı xüsusi bir seysmoqraf növü ilə ölçülür güclü hərəkətli bir akselerometr. Bu alətlər vacibdir, çünki adi bir davamlı qeydli seysmoqraf güclü zəlzələ zamanı miqyasdan çıxa bilər. Güclü hərəkət aləti davamlı olaraq qeyd etmir, ancaq ilk böyük zəlzələ dalğası gələndə qeyd etməyə başlamaq üçün tetiklenir və dalğalar aşağı səviyyəyə endikdə qeydləri dayandırır. Bu alətlər sürətlənməni yüzdə g ilə qeyd edir; digər alətlər sürəti və yerdəyişməsini qeyd edir. Bu qeydlər, xüsusilə zəlzələ zamanı binaların necə titrədiyini təyin etmək üçün istifadə edən inşaat mühəndisləri üçün xüsusi istifadə olunur. Biri hündür bir binada, biri zirzəmidə və digərləri yuxarı mərtəbələrdə yerləşdirilə bilər ki, bu da binanın müxtəlif səviyyələrinin silkələnməsinə çox fərqli reaksiya göstərir. Bəndlər və ya göydələnlər kimi bütün əsas tikililərdə güclü hərəkətli akselerometrlər quraşdırmaq ağıllıdır. Quraşdırma dəyəri binanın dəyəri ilə müqayisədə çox azdır və zəlzələ zamanı ortaya çıxan məlumatlar gələcək mühəndislik dizaynı üçün əvəzsizdir.

Digər bir fikir potensial zərər verə biləcək zəlzələ dalğalarının dövrüdür. Dövr müəyyən bir nöqtəni keçmək üçün bir dalğa uzunluğunun tələb olunduğu müddətdir (şəkil 3-12). Artıq qarşılaşdıq tezlik, saniyədə bir nöqtəni keçmək üçün dalğa uzunluqlarının sayı. Tezlik, dövrünə bölünən 1-ə bərabərdir. Fəsil 3-də gördüyümüz kimi, zəlzələlər simfonik orkestrlər kimi qısa müddətli və yüksək tezlikli dalğalar (pikkolar və skripkalar) və uzun və aşağı tezlikli dalğalar (tubalar və bas skripkaları) əmələ gətirir.

Wong və iş yoldaşları, Oregon ştatının Portlanddakı dörd sahəsindəki dalğaların bir spektrinin 0,02 saniyəlik dövrlərlə aşağı tezliyə 10 saniyəlik dövrlərə təsirlərini nəzərdən keçirdi (şəkil 8-2). Onların zəlzələsinin kompüter modeli zəlzələ zədələnməsi və səthə yaxın geologiyanın təsiri ilə bağlı sürüşməni əhatə edirdi. Qazma quyuları qazdılar və qarşılaşdıqları müxtəlif çöküntü qatlarının sıxlığını (müəyyən həcmdə ağırlıq) və çöküntülərdən keçən səs dalğalarının sürətini ölçdülər. Qum və ya gil kimi yumşaq çöküntü sıxlığı azdır, bazalt kimi qaya süxurları isə yüksək sıxlığa malikdir. Səs dalğaları (və zəlzələ dalğaları) yavaş-yavaş yumşaq çöküntüdən, daha da sürətlə əsas qayalardan keçir.

Şəkil 8-2. Portlanddakı dörd torpaq sahəsindəki postkulyasiya olunmuş Cascadia Subduction Zone zəlzələsindən fərqli dövrlərin seysmik dalğalarının yüzdə çəkisi (g) ilə sürətlənməsi. Zəlzələ Portlanda 120 km məsafədədir. Wong et al. (1993)

Seysmik dalğalar əsas daşdan yumşaq çöküntüyə keçdikdə yavaşlayır və amplituda artır. Genlikdəki artım, müəyyən bir ərazidə zəminin daha çox sürətlənməsinə səbəb olur və bu da daha güclü bir sarsıntıya səbəb olur. Bu səbəblərdən birbaşa səthin altındakı yumşaq çöküntü qatlarının qalınlığı və sıxlığı sarsıntı və potensial zərərin hesablanması üçün vacibdir.

Şəkil 8-2, bu vəziyyətdə Cascadia Subduction Zone zəlzələsi üçün bəzi hesablamalarına bir nümunə göstərir. Bunlar loqaritmik əyrilərdir; hər bölmə əvvəlkindən 10 dəfə çoxdur. Döngələr göstərir ki, dövrlər 0,4 ilə 2 saniyə arasında dəyişən seysmik dalğalar üçün ən böyük sürətlənmə gözlənilir. Yer qabığı zəlzələləri üçün fərqli əyrilik dəstləri əldə edilmişdir. Dörd sahə arasında döngələrdə xeyli fərq var və səthə yaxın geologiyanı anlamağın vacibliyini vurğuladı.

Bu döngələrin qurulmasında vacib olan digər bir amildir zəifləmə zəlzələ fokusu ilə sözügedən sahə arasındakı seysmik dalğaların. Zəifləməyə seysmik dalğanın keçməli olduğu qabığın gücü və sərtliyi təsir göstərir. Qulağınızın digər ucuna çəkiclə dəyən uzun bir ağacın kəsilmiş səthinə qoyulduğunu düşünün. Günlük səsli ağacdan hazırlanırsa, çəkicin yaratdığı titrəmə qulağınıza zərər vermək üçün kifayət edə bilər. Günlükdəki dalğanın zəifləməsi azdır. Bununla birlikdə, çubuq çürümüş ağacdan hazırlanırsa, zəifləmənin yüksək olduğunu göstərən darıxdırıcı bir "kalça" eşidə bilərsiniz. Yer qabığında yüksək zəifləmə, zəlzələ dalğasının gücünün fokusdan uzaqlaşaraq kifayət qədər sürətlə düşməsi deməkdir.

Yuxarıdakı müzakirədə, yerin səthində və ya yaxınlığında geologiyanın zəlzələ sarsıntısının təsirindən narahat olduq. Kaliforniyadakı son araşdırmalar göstərir ki yolZəlzələnin mənbədən səthə keçməsi həm də titrəməyə dramatik təsir göstərə bilər. Santa Barbara'daki Kaliforniya Universitetindən Kim Olsen və Ralph Archuleta, M 7.75 zəlzələsinin San Andreas fayında otuz-qırx mil uzaqlıqdakı Los Angeles Hövzəsində titrəməyə təsirlərinin inkişaf etmiş kompüter modellərini hazırladılar. Los Angeles Hövzəsi dörd-altı mil dərinlikdə hövzənin altındakı və ya bitişik dağ silsilələrindəki qabıqlı süxurlardan daha az sıxlığa malik olan çökmə qayalarla doludur. Olsen və Archuleta, süni zəlzələnin Los Angeles hövzəsinə girərkən yavaşlayacaq və amplituda kəskin şəkildə artacaq səth dalğaları meydana gətirəcəyini göstərdilər. Bundan əlavə, səth dalğaları çökmə hövzənin dibindən və dik tərəflərindən sıçrayacaqdı, belə ki güclü zəlzələ zəlzələ mənbəyində olduğundan daha uzun sürəcəkdi.

Bu təsir Los Angeles hövzəsindən daha az dayaq olan çökmə hövzələrdə də hiss oluna bilər. Bunlara Beaverton, Hillsboro və Forest Grove şəhərləri ilə Oregon'daki Tualatin Hövzəsi, Portland və Troutdale mərkəzi arasındakı Oregon və Vaşinqtondakı Portland-Vancouver Hövzəsi və Seattle və Everett şəhərləri arasındakı Vaşinqtondakı Seattle Hövzəsi daxildir. 2001-ci il Nisqually Zəlzələsindən sonra, Washington Universitetindən Derek Booth altmış min bacada araşdırma apardı və baca ziyanının West Seattle, Bremerton və Seattle fayına yaxın digər bölgələrdə cəmləndiyini gördü. West Seattle, 1965-ci ildə baş verən Seattle Zəlzələsində də çox ağır zərbə aldı. Cənubda təməl qayalarla şimaldakı yumşaq çöküntülər arasındakı sərhəd kəskin və dikdir və Booth zəlzələ dalğalarının fayla paralel bir xətt boyunca daha çox zərər verməyə yönəldilmiş ola biləcəyini irəli sürdü. Qırılma zonası yüksək sınıqlı yerləşmiş qayadan ibarət ola bilər və seysmik dalğalar üçün hər iki tərəfdəki işlənməmiş qayaya nisbətən daha az sürət verir. Bu aşağı sürət zonası həm də zəlzələ dalğalarını fokuslaya və ziyanı artıra bilər.

Şəkil 8-3. Pasifik Şimal-Qərbinin möhkəm bir qaya sahəsi üçün (Kanadadakı Torpaq Sınıfı B ərazisi) yüzdə 10-u aşma ehtimalı olan zəlzələ üfüqi sürətlərini göstərən xəritə. Yüzdə çəkisi olan konturlar (g). USGS və Kanada Geoloji Tədqiqatından (Basham və digərləri, 1997). USGS xəritəsi 2002-ci ildə yenidən işlənmişdir

Bu fikir 1996-cı ildə Vaşinqtonun Duvall şəhərində baş verən M 5.3 zəlzələsi nəticəsində meydana gələn bir neçə güclü hərəkət akselerometrini öyrənərək Vancouver, BC ətrafındakı Fraser River deltasında da sınaqdan keçirildi. gözlənilən kimi, lakin seysmik enerjinin fokuslanması səbəbindən deltanın altında yatan hövzənin kənarında ən güclü sarsıntı tapıldı.

Zəlzələ dalğasının mənbədən sahəyə aparan yolu ilə əlaqəli bu davranış, jello kasasının geniş miqyaslı bir nümunəsi hesab edilə bilər. Hər iki vəziyyətdə də, səth dalğaları gücləndirilir, lakin Los Angeles, Seattle Hata və Fraser River Delta nümunələrində sarsıntı zəlzələ dalğasının qalın bir çökmə hövzədən keçməsi ilə əlaqələndirilir, işığı lensdən keçirmək kimi. .

USGS və Kanadanın Geoloji Xidməti, bütün bu amilləri birləşdirərək növbəti əlli il ərzində ən yüksək üfüqi sürətlənmələri göstərən xəritələr hazırladı. 2002-ci ilin oktyabrında yenidən işlənmiş bu xəritələrdən biri Şəkil 8-3 şəklində göstərilir. Şimal-qərbdə ən yüksək seysmikliyə sahib olan Kaliforniyanın şimalında ən yüksək göstəricilərə sahib olan subduksiya zonasına ən yaxın sürətlərin sahil boyu proqnozlaşdırılır. Bununla birlikdə, digər strukturlar, xüsusən tarixən yırtılmış olanlar, proqnozlaşdırılan sürətlənmələri də təsir edir. Puget Sound bölgəsini əhatə edən şərqdəki yüzdə 30 g kontur əyriləri, orada çox ziyan vurduğu zəlzələləri nəzərə almaq üçün.

Bu xəritə ehtimaldır, lakin böyüklüyünü deyil, sürətlənmə ehtimalını qiymətləndirir, çünki sürətləndirmə seysmik təhlükəni qiymətləndirmək və tikinti kodlarını hazırlamaqda mühəndislər üçün ən vacib olan dəyərdir. Məsələn, Seattle-Tacoma bölgəsinin yüzdə 30 g-ə yaxın bir sürətlənmənin yaxın əlli ildə aşılması ehtimalı yüzdə 10dur. Bu sürətlənmə 1949, 1965 və 2001-ci il zəlzələlərində böyük ziyan vuran VII-VIII intensivliklərini meydana gətirəcəkdir. İnşa etdiyiniz binanın ən azı əlli il ömrü ola bilər. Binanın bu sürətlənməyə məruz qalma ehtimalı ondan birdirsə, binanı buna uyğun dizayn etməyiniz məntiqli deyil?

3. Sıvılaşma: Yer şorbaya çevrildikdə

USGS-dən Robert D. Norris, Nisqually Zəlzələ baş verdiyi zaman Seattle'daki sənaye bölgəsindəki Liman Adasında sürüş edirdi. Yük maşını o yana-bu yana tərpənirdi və rəqs etməyə çalışan başını qaldıran zürafələr kimi titrəyən və əyilən bir çox nəhəng yük kranını izləmək üçün dayandı. Ardınca gələnlər onun tərəfindən bildirildi Washington Geology:

Yaxınlıqdakı yerdən gələn nəm bir səs səsi ilə fikrimi yayındı. Mənbəsinin mənbəyinə baxdım və yerdən yayılan bəlkə də yarım metr ... enində və hündür bir hamar qəhvəyi mayenin günbəzini gördüm. … Bu günbəz bəlkə də iki saniyə davam etdi, sonra böyüyüb palçıqlı bir şofbenin içərisinə girdi. Şofben sonrakı bir neçə saniyə ərzində üç-dörd çox maye sıçrayış etdi ... sonra genişləndi və təxminən yarım metr genişlikdə palçıqlı suyun axıdıldığı bir sütuna çökdü. Maye, yayıla biləcəyindən çox daha sürətli ortaya çıxdı, belə ki, bir neçə saniyə içində axın önü quru bir çimərlikdə gəzən kiçik bir dalğa kimi bir neçə santimetr yüksəklikdə bir dalğaya çevrildi. Sürəti, anladığım qədər saniyədə təxminən bir metr (həyət) idi. Təxminən 30 saniyə ərzində dalğalanma təxminən altı və ya yeddi metr aralıda dayaz dönən bir hovuza çevrildi ... üzərində üzən köpük parçaları ilə, hələ də ilk qırılma yerindəki su sütunu ilə qidalandırıldı. ... Yemək sütunu bir neçə dəqiqədən sonra tədricən azalmağa başladı. Mən ... suyun nisbətən təmiz olduğunu görəndə təəccübləndim; Göletdə bir neçə santimetr dərinliyə qədər görə bilirdim.

Su ilə doymuş yumşaq, konsolidasiya olunmamış qum çöküntüləri sarsıldıqda qatıdan maye halına keçə bilər. Bu mülkü nəm çimərlik qumunda müşahidə edə bilərsiniz. Ayağınızı suyun kənarındakı doymuş quma vurun. Qum əvvəlcə köpüklənməyə başlayacaq və qum və su qarışığını çıxaracaq. Sonra baloncuklar tökülən doymuş qum aşağı enərək dənizə doğru axacaq.

Şəkil 8-4. Olympia'nın şərqindəki Nisqually çayı deltasındakı Nisqually National Wildlife Refuge-də Nisqually National Wildlife Refuge-də yumşaq çöküntülərdə yaranmış şərq-qərb istiqamətindəki zəlzələdən Nisqually Zəlzələsinin yaratdığı qum zərbələri. Çıxarılan çöküntülər arasında Rainier dağından kül var. Ölçək üçün marker qələmi 5.3 düym uzunluğundadır. Fotoqraf Pat Pringle, Washington Geologiya və Torpaq Ehtiyatları Bölümü

Sıvılaşma “hər hansı bir maddəni mayeyə çevirən hərəkət və ya proses” olaraq təyin edilir. Əgər mayeləşdirilə bilən çöküntü üzərində bir ev tikmək bədbəxtliyiniz varsa və bir zəlzələ baş verərsə, çöküntü mayeləşdikdən və quma çevrildikcə eviniz çılğın bir açı ilə yerə batır. Sıvılaşma xüsusilə təmiz, boş qumda və ya su ilə doymuş çınqıl qumda yaygındır. Sıvılaşma potensialına sahib olan çox qum qatları, yaşı on min ildən az olan Holosendir və konsolidasiya edilməmişdir.

Sıvılaşmaya məruz qalan qumlar demək olar ki, həmişə otuz futdan az dərinliklərə basdırılır. Daha çox dərinlikdə, basma təzyiqi qumu sıxmaq və sarsıntı son dərəcə şiddətli olmadığı müddətdə mayeləşmənin qarşısını almaq üçün kifayət qədər yüksəkdir. Zəlzələ dalğaları qumu silkələdikdə dalğaların təzyiqi deformasiyaya uğrayır və qumu bir anlıq sıxır, qum dənələri arasındakı məsamə boşluqlarındakı su təzyiqini artırır və bununla da qum-su qarışığını bir mayeyə çevirir. Bu müvəqqəti aşırı təzyiq (siklik kəsilmə stresi və ya dövri yükləmə) güclü silkələnmə olduğu müddətdə təkrarlanır. Bu cür qum ümumiyyətlə gildə, torpaqda və ya səki kimi daha sıx bir materialla örtülür və bu, qumdakı sıxılmış suyun məhdudlaşdırılmasına xidmət edir. Çöküntü təbəqəsi yüngül bir yamacdadırsa, enişlə hərəkət edəcəkdir kütləvi; buna a deyilir yanal yayılma. Yanal bir yayılma, yüzdə 0,2-dən aşağı bir yamacdan aşağıya doğru hərəkət edə bilər ki, bu da heç bir yamac kimi görünə bilməz.

Bəlkə də Liman Adasında Norris tərəfindən müşahidə edildiyi kimi ən möhtəşəm sıvılaşma ifadəsi, sulu qum, bir gil qapaq və ya səki ilə səthə havalandıqda meydana gəlir, burada bir fəvvarə və ya şüşə kimi havada bir neçə dəqiqədən bir neçə saata qədər çölə çıxa bilər. aşağı bir krater və ya təpə qoyaraq əsas şok (qum qaynatmaq) çeşmə bitdikdən sonra (şəkil 8-4). Bir qazma və ya buldozerlə qum qaynaqlarının qazılması, gil şapka içərisində şaquli bir qum doldurulmasını göstərir. qum bənövşəyi (Şəkil 8-5). Qum dayağı dərinlikdəki qumun səthə çıxdığı yeri qeyd edir. Çöküntülərdə qum bəndlərinin olması, məsələn Portlanddakı Oregon Konqres Mərkəzinin altındakı bir qazıntıda tapılanlar, tarixdən əvvəlki zəlzələlərin sübutu kimi istifadə olunur, baxmayaraq ki, alternativ bir fərziyyə qum bəndlərinin son Pleistosen dövrünə aid olan Мисula daşqınları ilə əlaqəli olduğunu göstərir. .

Şəkil 8-5. Maye qum qatını, qeyri-likvid gil qapağını və maye qumu səthə ötürən qum bəndini göstərən bir qum qaynağı və ya qum vulkanı göstərən şaquli en kəsiyi. Steve Obermeier-dən, USGS

Qumun mayeləşdirmə həssaslığı, Standart Penetrasiya Testi kimi standart geotexniki mühəndislik testləri ilə müəyyən edilə bilər. Bu sınaq zamanı bir nümunə borusu otuz santimetr hündürlükdən 140 kiloluq bir ağırlığı ataraq yerə sürülür (tamam, bu roket elmi deyil, amma işləyir, çünki hər təməl mühəndisi bunu eyni şəkildə edir). Nüfuz müqaviməti, nümunə götürənin bir ayağı torpağa sürməsi üçün zərbələrin sayıdır (çəkinin düşmə sayı). Aşağı nüfuz müqaviməti ayaq başına on zərbədən az olacaq; yüksək müqavimət ayaq başına otuz zərbədən çox olardı. Suyulan qumların nüfuzetmə müqaviməti çox azdır; nümunə tüpünü quma sürmək çox asandır.

Sıvılaşma 0,1 q-a qədər olan zəlzələ sürətləndirmələri ilə baş verə bilər. 5 bal gücündə zəlzələlərdə müşahidə olundu və daha böyük bal gücündə nisbətən ümumi hala gəldi. Sıvılaşma daha uzun bir sarsıntı müddəti ilə daha genişdir, özü də böyük bir an böyüklüyü ilə əlaqədardır.

1989-cu il zəlzələsi əsnasında San Fransisko Marina Bölgəsindəki ciddi ziyanların çoxu, 1906-cı il zəlzələsindən sonra boşalmış süni dolğunun mayeləşdirilməsindən qaynaqlanır. Qum qaynaqları şəhər evinin zirzəmilərinə, küçələrə, həyətlərə və parklara püskürdü. Yer səthinin yanal yayılması yeraltı kommunal xətlərin qırılmasına, təxminən min evin qazsız və ya susuz qalmasına səbəb oldu. Qaz bağlanmadı və qırılan qaz xətləri böyük yanğınların baş verməsinə səbəb oldu.

1989-cu il zəlzələsi zamanı çimərlik yataqlarının sıvılaşması Moss Landing-dəki San Jose Dövlət Universiteti Dəniz Laboratoriyasına ciddi ziyan vurdu (şəkil 8-6). Bu, Dənizkənarı, Oregon və Long Beach, Washington kimi şəhərlərin qum barları üzərində qurduğu problemi göstərir.

Şəkil 8-6. Kaliforniya, Moss Landingdəki San Jose Dövlət Universiteti Dəniz Laboratoriyasında, 1989-cu ilin Oktyabr ayında Loma Prieta Zəlzələsi zamanı çimərlik yataqlarının mayeləşdirilməsi səbəbindən əyilmiş binalar. G. W. Wilson, USGS

1964-cü ildə Alyaskada Müqəddəs Cümə Zəlzələsi zamanı sıvılaşma, Kuk girişinə baxan otuz metrlik qanadda yerləşən Anchorage-in yeni Turnagain Heights alt hissəsinin bir hissəsini məhv etdi (şəkil 8-7). Zəlzələ dalğaları bir qum və gil qatını mayeləşdirdi, nəticədə bölmənin bir hissəsi dağılıb körfəzə doğru sürüşdü. Evlər, verandalar, küçələr və ağaclar qəribə bucaqlara meyl etdi və boşluqlar açıldı, iki kiçik uşağı udub diri-diri basdırdı. Bir ev dənizə on iki yüz metrdən çox sürüşdü və özünü olduğu kimi məhv etdi. Bootlegger Cove Clay içərisindəki su ilə doymuş təbəqənin qeyri-sabitliyi USGS-in 1959-cu ildə, zəlzələdən beş il əvvəl hazırladığı bir hesabatda qeyd edilmişdi, lakin açıq-aydın bu məlumatların Turnagain Heights-ın inkişaf planlarına təsiri olmadı.

Şəkil 8-7. Anchorage şəhərinin Turnagain Heights alt hissəsinin bir hissəsinin, Alaska Körfəzindəki Yaxşı Cümə 1964 Zəlzələsi ilə müşayiət olunan Bootlegger Gilindəki bir qum qatının mayeləşdirilməsi ilə məhv edilməsi. Torpaq və evlər pozuldu; əyilmiş ağacları qeyd edin. Şəkil George Plafker, USGS

1949 və 1965-ci illərdəki Puget Sound zəlzələləri zamanı zərərin yüzdə 25-i mayeləşmə nəticəsində ola bilər. Seattle'daki Duwamish Su Yolu üzərindəki körpülər hər iki zəlzələ zamanı əlil oldu. Spokane Körpüsü körpüsünün əsas hissəsindəki dirəklər arasındakı məsafə, yanal yayılma səbəbindən altı-səkkiz düym qısaldı və qapalı vəziyyətdə çəkmə körpüsünü sıxdı. 1949-cu ildə qumlu su geyzerlərinin Longview, Centralia, Puyallup və Seattle-da bildirildiyi və Olympia'nın şimalındakı Puget Sound-a atılan qumlu tüpürcəyin böyük bir hissəsinin, ehtimal ki, qumun mayeləşməsi səbəbiylə 1949-cu ildə itkin düşdüyü bildirildi. Vaşinqtonun Tumwater şəhərindəki mobil ev parkının altındakı çöküntülər əvvəlki 1949 və 1965 zəlzələlərində olduğu kimi Nisqually Zəlzələ zamanı mayeləşdi (şəkil 8-8). Şiddətli mayeləşmə, Olympia'nın şərqindəki Nisqually çayının deltasında da meydana gəldi (Şəkil 8-4), lakin bu ərazinin çox hissəsi bu qeyri-sabit zəmin üçün uyğun bir vəhşi təbiət sığınacağıdır.

Şəkil 8-8. Vaşinqton, Tumwater yaxınlığındakı Sunset Lake, Tumwater Memorial Mobile Ev Parkında yanal yayılma. Steven Kramer, Washington Universiteti.

Sakit okean sahillərində basdırılmış bataqlıq çöküntülərinin seysmik mənşəyinə qarşı irəli sürülən mübahisələrdən biri də qum bəndləri kimi seyreltmə xüsusiyyətlərinin nadir olmasıdır. Lakin bu bataqlıqların çoxunun altını təmiz qum örtmür. Pleistosen çimərlik qumu Holocen bataqlığı ardıcıllığının əsasında dayana bilər, amma belədirsə, yəqin ki, mayeləşdirilmək üçün çox konsolidasiya edilmiş və çox dərin bir şəkildə basdırılmışdır.

Digər tərəfdən, Columbia çayının Astoria, Oregon və Washington, Kalama arasındakı gelgit axınlarındakı alçaq adalarda sıvılaşma xüsusiyyətləri yaygındır (şəkil 8-9). Bu adalar düz, zəif qurudulmuş və bataqlıqdır və böyük hissələri çox yüksək gelgit zamanı batır. USGS-dən Steve Obermeier, çay kənarında heykəllənmiş dik sahilləri araşdırdı və adaların əsasən dağdan vulkanik kül təbəqələri olan yumşaq gildən zəngin lildən ibarət olduğunu aşkar etdi. Müqəddəs Helens. Radiokarbon tarixi və külün tarixli bir dağla əlaqəsi. Helens külü, lilin min yaşından az olduğunu göstərir.

Şəkil 8-9. Aşağı Kolumbiya çayındakı adalardakı mayeləşdirmə sahələrindəki sahə əlaqələrini göstərən blok diaqram. Qumla doldurulmuş dayk, üstündə zəif inkişaf etmiş bir torpaq olan lil və gili kəsir. Dike, torpağın üstündəki qum qaynağının qalıqları ola biləcək nazik qum təbəqəsinə bağlanır. Kök yumrularının altı yüz ildən min ilədək olan radiokarbon yaşları var. Qum örtüyünün üstündəki lil və gil daykın yerləşməsindən daha gəncdir; ən yaşlı ağacların yaşı 230-dan azdır. (1 m = 3 fut 3 düymdən biraz çox). Steve Obermeier-dən, USGS

Lil təbəqələri yüzlərlə qum bəndləri ilə kəsilir (Şəkil 8-9), Astoriya yaxınlığındakı adalarda ən genişdir və adalarda yuxarıya doğru getdikcə daha dar olur. Bu qum bəndləri, adalarda tapılan ən qədim ağaclardan əvvəl yerləşmişdir, ağac üzük tarixinə əsasən yaşı iki yüz otuzdan azdır. Bu səbəbdən Obermeier, 1700-cü ildə meydana gələn böyük Cascadia Subdüksiya Bölgəsi Zəlzələsi zamanı bəndlərin ehtimala görə boşaldıldığını irəli sürür. Bəndlər Kolumbiya çayının adalarında mövcuddur, çünki çay qumu mənbəyi lil qatının bir az altında ola bilər.

Portland Dövlət Universitetinin əməkdaşı Curt Peterson, mərkəzi Washington və Kaliforniyanın şimal hissəsi arasındakı sahilin keçmiş Pleistosen dəniz terası yataqlarının, bəzilərinin üç metr qalınlığında bol bəndələr ehtiva etdiyini, güclü zəlzələnin sarsıldığına dair dəlillər olduğunu tapdı. Bu bəndlərin mənbəyi terasın əsasını işarələyən çimərlik qumudur. Daha əvvəl də qeyd edildiyi kimi, tarixi və son Holocen dövründəki sıvılaşma nümunələrinin hamısı Pleistosen deyil, yaşı Holocen olan qum mənbələrini əhatə edir. Pleistosen teras çöküntülərindəki qum bəndləri, tapıldıqları teras materialından bir qədər cavan Pleistosen subdüksiya zonası zəlzələləri tərəfindən əmələ gəlməlidir.

The potential for liquefaction can be reduced by various foundation-engineering techniques to strengthen the soil. These techniques include driving deep piles or piers through the liquefiable layer, emplacing concrete grout through weak layers, or even replacing liquefiable sediments with earth materials not subject to liquefaction. Sloping areas with a potential for lateral spread can be buttressed in the downslope direction. Such solutions are expensive, but they were shown to work during the Loma Prieta Earthquake of 1989. The Marina District suffered greatly from liquefaction, but sites in the San Francisco Bay Area that had received foundation-engineering treatment, including Treasure Island, Emeryville, Richmond, Union City, and South San Francisco, had little or no damage to the ground or to structures.

4. Landslides Generated by Earthquakes

Liquefaction tends to be most pronounced in low, flat areas underlain by Holocene deposits. But in earthquake country, it does not help to escape to the hills. Most of the thousands of landslides generated during a major earthquake are small, but some are very large, as described previously for the 1970 earthquake in Peru.

On July 10, 1958, as reported by George Plafker of USGS, an earthquake of M 7.9 on the Fairweather Fault, Alaska, triggered a landslide on the side of a mountain overlooking Lituya Bay, in Glacier Bay National Park. A great mass of soil and rock swept down the mountainside into the bay, crossed the bay, and had enough momentum to ride up the opposite side to a height of nine hundred feet, denuding the forest cover as it did so. The slide created a huge water wave one hundred feet high that swept seaward, carrying three fishing boats over the sand spit at the mouth of the bay into the ocean. An earthquake of M 7.6 on August 18, 1959, in Montana, just north of Yellowstone National Park, triggered a landslide that swept down a mountainside and through a campground, burying a number of campers together with their tents and vehicles. The landslide crossed the Madison River with enough momentum that it continued up the other side of the valley, damming the river and creating a new lake.

Earthquakes less than M 5.5 generate dozens of landslides, and earthquakes greater than M 8 generate thousands. The Northridge Earthquake triggered more than eleven thousand landslides, mostly in the mountains adjacent to the epicenter. The Puget Sound earthquakes of 1949 and 1965 triggered many landslides, including one that dislodged a railroad track near Tumwater, Washington (Figure 8-10). Landslides are particularly common in heavily forested areas of the Northwest, triggered by rainfall and by earthquakes.

Figure 8-10. Hillside slid away from beneath this four-hundred-foot section of a Union Pacific Railway branch line at Tumwater, near Olympia, Washington, during the Puget Sound Earthquake of 1965. A large landslide during the heavy-rainfall winter of 1996-97 also damaged the rail line. Photo by G.W. Thorsen, Washington Division of Geology and Earth Resources.

Paula Vandorssen of Renton, Washington, had been on the telephone when the Nisqually Earthquake hit. She quickly became aware that a massive wall of earth was pressing against the side of her house. Within a matter of seconds, mud and debris filled her living room. Paula stumbled onto her front porch and rolled down the hill as the slide pushed her house sideways. It was not quite eleven o’clock; a few minutes later, her five-year-old daughter would have been home, playing on the side of the house smashed by the slide. Other parts of the slide dammed the Cedar River (Figure 8-11), and more than one hundred families were evacuated as a lake began to form. Earth-moving equipment was quickly brought in to breach the mud dam.

Figure 8-11. Landslide from the 2001 Nisqually earthquake near Cedar River. Landslide deposits in center of photo. Photo courtesy of King County, Washington.

Salmon Beach lies along a bluff overlooking Puget Sound south of Point Defiance in Tacoma (Figure 8-12a, b). Its houses, with their magnificent views of the Sound and the Olympics, can be reached only by boat or by descending several hundred wooden steps from the road. The Nisqually Earthquake dislodged up to twenty thousand cubic feet of soil and debris; one large fir tree was pointed like a lance at the window of Luke and Alisa Xitco’s eighteen-month-old 4,600-square-foot cedar shake house. Eight houses were evacuated, several with serious damage. Luke Xitco declared that he was staying.

Figure 8-12a. Landslide on steep bluffs overlooking Puget Sound at Salmon Beach, near Tacoma Narrows, a few days after the 1949 Puget Sound Earthquake. The landslide endangered several beach houses and produced high waves in the narrows. Landlsides occured at the same place during the 2001 Nisqually Earthquake. From Washington Division of Geology and Earth Resources.

Figure 8-12b. Salmon Beach landslide near Tacoma Narrows after the 2001 Nisqualy earthquake. Houses overlooking Puget Sound have no road access; landslide struck behind the houses, as it did in 1949. Photo courtesy of Jon Bray, University of California Berkeley.

The Nisqually earthquake was not the first to heavily damage the homes at Salmon Beach. Similar damage was experienced during the earthquake of 1949 (Figure 8-12a).

Fourteen homes on a bluff overlooking Puget Sound on Maplewood Avenue Southwest in Burien had to be evacuated (Figure 8-12b) after the Nisqually Earthquake when a foot-wide moat appeared between the road and the driveways. Other homes along the beach below were also evacuated, though some residents stayed despite the evacuation order.

In addition to railroad damage (Figure 8-10), highways were also put out of service, as illustrated by Figure 8-13. Damage to highways caused delays in rescue operations and repair of damaged homes.

Fig. 8-13. Landslide across Highway 101, about 100 feet across. Photo courtesy of Jon Bray, University of California Berkeley.

Some of the most common landslide types are rockfalls and rockslides. Although rockfalls might have a nonseismic origin, Bob Schuster of the USGS found that large rockfalls damming lakes on the eastern Olympic Peninsula of Washington (Figure 6-7) were most likely formed during a large earthquake eleven hundred years ago. No rockfalls as large as these are known from this area in historic time, which included earthquakes as large as M 7.1 as well as many severe winter storms.

Anyone who has hiked in the mountains has observed that many rocky talus slopes appear to be quite precarious, and seismic shaking can set these slopes in motion. John Muir, who experienced the 1872 Owens Valley Earthquake (M 7.7) in Yosemite Valley, described it best:

At half-past two o’clock of a moonlit morning in March, I was awakened by a tremendous earthquake, and though I had never before enjoyed a storm of this sort, the strange thrilling motion could not be mistaken, and I ran out of my cabin, both glad and frightened, shouting, “A noble earthquake! A noble earthquake!” feeling sure I was going to learn something. The shocks were so violent and varied, and succeeding one another so closely, that I had to balance myself carefully in walking as if on the deck of a ship among waves, and it seemed impossible that the high cliffs of the Valley could escape being shattered. In particular, I feared that the sheer-fronted Sentinel Rock, towering above my cabin, would be shaken down, and I took shelter back of a large yellow pine, hoping that it might protect me from at least the smaller outbounding boulders. For a minute or two the shocks became more and more violent—flashing horizontal thrusts mixed with a few twists and battering, explosive, upheaving jolts,—as if Nature were wrecking her Yosemite temple, and getting ready to build a still better one.

I was now convinced before a single boulder had fallen that earthquakes were the talus-makers and positive proof soon came. It was a calm moonlight night, and no sound was heard for the first minute or so, save low, muffled, underground, bubbling rumblings, and the whispering and rustling of the agitated trees, as if Nature were holding her breath. Then, suddenly, out of the strange silence and strange motion there came a tremendous roar. The Eagle Rock on the south wall, about a half a mile up the Valley, gave way and I saw it falling in thousands of the great boulders I had so long been studying, pouring to the Valley floor in a free curve luminous from friction, making a terribly sublime spectacle—an arc of glowing, passionate fire, fifteen hundred feet span, as true in form and as serene in beauty as a rainbow in the midst of the stupendous, roaring rock-storm. The sound was so tremendously deep and broad and earnest, the whole earth like a living creature seemed to have at last found a voice and to be calling to her sister planets. In trying to tell something of the size of this awful sound it seems to me that if all the thunder of all the storms I had ever heard were condensed into one roar it would not equal this rock-roar at the birth of a mountain talus.

The great landslides of Peru, Madison River, and Lituya Bay were rock avalanches, generally triggered by rockfalls at the time of the earthquake. Nearly all rockfalls are small, although locally damaging or deadly, like the one that killed Ken Campbell north of Klamath Falls, Oregon (Figure 6-24), and many have nonseismic origins like the Oso, Washington, landslide of March 2014. However, great rock avalanches seem to be unique to earthquakes, or earthquakes combined with volcanism, as in the huge avalanche that crashed into Spirit Lake and blocked the Toutle River during the Mt. Helens eruption of May 18, 1980. That avalanche was triggered by an earthquake of M 5.1, but both the avalanche and the earthquake might have been an effect of the eruption, which blew out the north side of the mountain.

Landslides on the sea floor are an increasingly recognized phenomenon, principally because of the availability of side-scan sonar and new methods to map the topography of the sea floor. The continental slope off southern Oregon is largely composed of huge landslides, including the one illustrated in Figure 8-14 off Florence, Oregon. Chris Goldfinger mapped a landslide at the base of the continental slope off central Washington in which individual mountain-size blocks rode down onto the abyssal plain, leaving skid marks on the sea floor in their wake. These landslides are so large that it seems likely that they would generate huge sea waves, or tsunamis, as similar landslides have been shown to do on Hawaii and Papua New Guinea.

Figure 8-14. Large landslide at the base of the continental slope west of Florence, Oregon. Slide is five miles across; debris has been transported across the deformation front onto the Juan de Fuca abyssal plain. The active Heceta South Fault marks part of the northern side of the slide. Image created by Chris Goldfinger at Oregon State University from SeaBeam bathymetric maps of the National Oceanic and Atmospheric Agency and digitized land topographic maps from USGS

The Coast Range, Olympic Mountains, and the Cascades bear the scars of thousands of landslides that have been mapped by geologists. It cannot be demonstrated conclusively that these landslides have an earthquake origin, but certainly many of them do. Some of the smaller ones are slides or flows of soil material, which tend to be tongue shaped or teardrop shaped and to travel down gullies and steep canyons. Many of these form during a wet winter and are unrelated to earthquakes. David Keefer and Randy Jibson of the USGS summarize geotechnical evidence that suggests that some slides would not have been generated by wet weather during winter storms alone but would require seismic shaking to be set in motion. Geotechnical tests, such as the Standard Penetration Test, can be done in an evaluation of a building site on a hillside. Other geotechnical tests include measuring the shear strength of soils under both static (nonearthquake) and dynamic (earthquake) conditions.

The hills bordering the Willamette Valley contain numerous landslide deposits, particularly the West Hills of Portland. The Oregon Department of Geology and Mineral Industries has mapped these landslides using LiDAR, the same method used to map active faults in the Puget Sound region. Most of the Willamette Valley is covered by LiDAR, enabling landslides to be mapped. Most of Portland is covered with LiDAR-based maps locating these landslides. In my view, due diligence by local government would require these governments to obtain LiDAR maps of their growing cities so that future development can be planned accordingly.

Two large Pacific Northwest landslides may not have had an earthquake origin. The Hope, B. C., landslide of 1965 was associated with an earthquake, but some people believe that the earthquake may have accompanied initial rupture of the shear surface marking the base of the landslide, and was not the cause of the slide. The Ribbon Cliffs rockslide, on the Columbia River north of Wenatchee, Washington, was reactivated by a large earthquake in 1872, as discussed in Chapter 6. Without direct observation, it is difficult to attribute large landslides in mountainous terrain to any earthquake, even when the earthquake occurred in historic time.

I close this section with a discussion of perhaps the most famous landslide in the Pacific Northwest, the Bonneville Landslide on the Columbia River near Cascade Locks (Figure 8-15). Volcanic rocks have been transported downslope on a thin sticky clay soil formed on top of one of the volcanic formations, forcing the Columbia River to its south bank and narrowing its width by half. The landslide has an area of at least thirteen square miles. It may have given rise to a Native American legend concerning the origin of the Bridge of the Gods. According to legend, the Bridge of the Gods was built by the Great Spirit to allow passage from one side of the river to the other. It was destroyed as a result of a great struggle between warriors now frozen in stone and ice as Mt. Klickitat (Mt. Adams) and Mt. Wyeast (Mt. Hood). A catastrophic landslide in prehistoric times could have dammed the Columbia and allowed people to walk from one side to the other until the river overtopped and cut out the dam. Radiocarbon dating by Pat Pringle, then of the Washington Division of Geology and Earth Resources and Bob Schuster of the USGS shows that this landslide could have come down during the great Cascadia Subduction Zone Earthquake of A.D. 1700.

Figure 8-15. Map of the Bonneville landslide (shaded) in the Columbia River Gorge at Cascade Locks. Arrows show direction of flow of landslide material. Bedrock formations shown in clear pattern. Volcanic rocks of the Cascade Range underlie the slide on the Washington side of the Columbia River; Columbia River Basalt is found on the Oregon side. Based on work by Bob Schuster, USGS, and Pat Pringle, Washington Division of Geology and Earth Resources

However, there is no direct evidence for an earthquake origin of the slide, and no evidence that the slide came down all at once. Some of the slides coming down to the river from the Washington side are still active today. The Bonneville Landslide and the Bridge of the Gods remain a geological enigma.

As stated in a previous section, landslides are not strictly an earthquake-related phenomenon; they are a common side effect of winter storms as well. In evaluating a site for its landslide potential, Scott Burns of Portland State University uses a three-strike rule. Strike 1 is unstable soil, and strike 2 is a steep slope. Strike 3 may be either an earthquake or a heavy winter rainstorm that saturates the ground. By careful selection of building sites, strikes 1 and 2 can be avoided, so that neither rainfall nor earthquake will cause a landslide.

Much of the loss of life related to an earthquake is caused by landslides. In some cases, the slide mass moves slowly enough that people can get out of its way, but in rockfalls and rock avalanches, such as the large slides in Alaska, Peru, and Montana, and the rockfall witnessed by John Muir at Yosemite, the motion of the rock and soil mass is so quick that people are overwhelmed before they have an opportunity to get out of the way. This caused the loss of life from the Oso, Washington, landslide of March 2014.

5. Earthquake Hazard Maps of Metropolitan Areas

The Oregon Department of Geology and Mineral Industries has prepared maps of the Portland, Salem, and Eugene metropolitan areas that classify the urbanized areas into earthquake hazard zones. The information discussed earlier in this chapter has been used to make the maps: the bedrock geology, the thickness, density, and seismic shear-wave (S-wave) velocity of near-surface sediment, the steepness of slopes in hillside areas, and the degree of susceptibility of those slopes to landsliding. The hazards measured are the amount of seismic wave amplification, the potential for liquefaction, and the tendency of hillslopes to fail in landslides.

The maps divide the area underlain by Quaternary sediment into three (for Portland) to five (for Salem) hazard categories of ground-shaking amplification based on sediment thickness and S-wave velocity. Areas underlain by bedrock do not amplify seismic waves. Similarly, there are three to five categories of liquefaction potential of surficial sediment, with no liquefaction potential for areas underlain by bedrock. Classification of slope stability is based on steepness of slope ranging from no hazard where the land is flat to a high hazard where the slope exceeds twenty-two degrees, with a special category for hillsides already marked by landslides.

Maps of individual hazards (seismic shaking, liquefaction, and slope stability against landsliding) are combined, using a computer model, to subdivide each area into four earthquake hazard zones, with A marking the highest hazard zone and D the lowest. An A ranking generally means that the area has ranked high in at least two of the three hazards described (seismic shaking, liquefaction, slope stability). An area could rank very high in one category and low in all others and receive a B ranking. The map can be used to state that a broad area such as Portland International Airport has a particular level of hazard (Zone B). The Oregon State Capitol and Willamette University are ranked Zone C. The maps are detailed enough that you could get an idea of the earthquake hazard category for your own home, if you live in one of the areas covered by the maps.

The maps are designed for general planning purposes for designing earthquake hazard mitigation programs for Oregon’s major cities. Damage estimates for lifeline services and disaster-response planning could effectively be based on these maps. However, they are not a substitute for site-specific evaluations of a building site based on borings and trenches, although they could be used for feasibility studies and for design. Furthermore, no state law requires that these maps be used in land-use policy. However, they could affect earthquake insurance rates.

Although there is no province-wide program for earthquake hazard maps in British Columbia, a demonstration project for the city of Victoria has been completed, in part funded by the city itself. The City of Seattle has produced a set of Sensitive Area Maps showing slopes greater than fifteen degrees that might have a greater potential for landsliding. Similar maps are being constructed by the California Geological Survey for urban areas in southern California. The Seismic Hazard Mapping Act, passed by the California legislature in 1990, requires the State Geologist to identify and map the most prominent earthquake hazards from liquefaction and landsliding. Unlike states in the Northwest, developers and local government are required to consult these maps in land-use decisions.

In Washington, Steve Palmer and his colleagues with the Division of Geology and Earth Resources prepared maps showing liquefaction potential in lowland areas of the Seattle and Olympia urban areas because of the extensive liquefaction accompanying the earthquakes in 1949 and 1965. These maps were tested by the Nisqually Earthquake of 2001. Liquefaction and lateral spreading were concentrated in those areas Palmer and his associates had predicted would be hazardous. The Olympia map is shown as Figure 8-16.

Figure 8-16. Liquefaction susceptibility map of the Olympia-Tumwater-Lacey area, Washington, published as Washington Division of Geology and Earth Resources GM-47 (Palmer et al., 1999). The darkest shading identifies those areas most susceptible to liquefaction and lateral spreading. The damage from liquefaction and lateral spreading from the 2001 Nisqually Earthquake is superimposed on this map, showing how well the map predicted the zones of damage, especially in downtown Olympia. From Tim Walsh, Washington Division of Geology and Earth Resources.

The Nisqually experience showed clearly that these maps can predict successfully those areas where damage will be concentrated in an urban earthquake. However, they have only been earthquake-tested in Washington.


Suggestions for Further Reading

Burns, S. 1998. Landslide hazards in Oregon, in Burns, S., ed., Environmental, Groundwater and Engineering Geology Applications from Oregon. Association of Engineering Geologists Special Pub. 11, Star Publishing Co., 940 Emmett Ave., Belmont, CA 94002, p. 303-15.

Burns, S. Landslides in the Portland area resulting from the storm of February 1996, in Burns, S., ed., Environmental, Groundwater and Engineering Geology Applications from Oregon. 353-65.

Burns, S., and L. Palmer. 1996. Homeowner’s landslide guide. Oregon Emergency Management, Federal Emergency Management Agency Region 10, and Oregon Department of Geology and Mineral Industries, 10p. (free).

Dragovich, J. D., and P. T. Pringle. 1995. Liquefaction susceptibility map of the Sumner 7.5-minute quadrangle, Washington, with a section on liquefaction analysis by Palmer, S.P. Washington Division of Geology and Earth Resources Geologic Map GM-44, 1 sheet, 1:24,000, text 26 p.

Gerstel, W. J., M. J. Brunengo, W. S. Lingley, Jr., R. Logan, H. Shipman, and T. Walsh. 1997. Puget Sound bluffs: The where, why, and when of landslides following the holiday 1996/97 storms. Washington Geology, v. 25, no. 1, p. 17-31.

Jibson, R. Using landslides for paleoseismic analysis, in McCalpin, J. P., ed., Paleoseismology. San Diego, CA: Academic Press, p. 397-438.

Keefer, D. K. 1984. Landslides caused by earthquakes. Geological Society of America Bulletin, v. 95, p. 406-71.

Keller, E. A. 1988. Environmental Geology, Fifth Edition. Columbus, OH: Merrill Publishing Co., 540 p.

Kramer, S. Geotechnical Earthquake Engineering. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall.

Monahan, P. A., V. M.. Levson, E. McQuarrie, S. M. Bean,P. Henderson, and A. Sy. 2000. Relative earthquake hazard map of Greater Victoria showing areas susceptible to amplification of ground motion, liquefaction and earthquake-induced slope instability. British Columbia Geological Survey Map GMOO-1.

Monahan, P. Levson, P. Relative liquefaction hazard map of Greater Victoria (sheet 3A); relative amplification of ground motion hazard map (sheet 3B); seismic slope stability map (sheet 3C) and accompanying report. British Columbia Geological Survey Maps GMOO-3.

Muir, J. 1912. The Yosemite. The Century Company, republished by Doubleday and Co., Inc., New York.

Obermeier, S. F. Using liquefaction-induced features for paleoseismic analysis, in McCalpin, J. 331-96.

Oregon Department of Geology and Mineral Industries. n.d. Landslides in Oregon. Free circular.

Oregon Department of Geology and Mineral Industries. 1991-1996. Earthquake hazards maps of Portland and Salem metropolitan areas. GMS 79, 89-92, 104-5.

Oregon Department of Geology and Mineral Industries. Relative earthquake hazard map of the Portland Metro Region, Clackamas, Multnomah, and Washington Counties, Oregon. Interpretive Map Series IMS-1.

Palmer, S .P., H. Schasse, and D. Norman. 1994. Liquefaction susceptibility for the Des Moines and Renton 7.5-minute qudrangles, Washington. Washington Division of Geology and Earth Resources Geologic Map GM-41, 2 sheets, scale 1:24,000, text 15 p.

Palmer, S. P., T. Walsh, R. Logan, and W. Gerstel. Liquefaction susceptibility for the Auburn and Poverty Bay 7.5-minute quadrangles, Washington. Washington Division of Geology and Earth Resources Geologic Map GM-43, 2 sheets, scale 1:24,000, text 15 p. Palmer, S .P., T. J.

Walsh, and W. 1999. Geologic folio of the Olympia-Lacey-Tumwater urban area, Washington: Liquefaction susceptibility map. Washington Division of Geology and Earth Resources Geologic Map GM-47, text, 16 p.


Similar Questions

Chemistry

Which one of the following processes is endothermic? A)boiling a liquid B)freezing a liquid C)Condensation of gas into liquid D)Condensation of gas into solid

Chemistry

a change in pressure would have the greatest effect on the solubility of a A. solid in a liquid B. gas in a liquid C.liquid in a liquid D.liquid in a solid in an aqueous solution of potassium chloride, the solute is A. Cl B. KCl

Chemistry need help

Carbon dioxide in water is an example of which solute-solvent combination? a. gas- liquid b.liquid- gas c.cannot be determined d. liquid- liquid

Chemistry

hellppp please i have a test on this on mondayy im so screwed A solid mixture contains MgCl2 and NaCl. When 0.5000 g of this solid is dissolved in enough water to form 1.000 L of solution, the osmotic pressure at 25°C is observed

Science 3

11. The freezing point of a substance is ____ the melting point of the same substance. (1 point)greater than less than equal to unrelated to 12. For most substances, the distance between particles is smallest when the substance

Science

In which of the following phase transitions is energy released? liquid to solid solid to gas liquid to gas solid to liquid please help

Chemistry

which phase change is endothermic ? (1)gas-->solid (2)gas-->liquid (3)liquid-->solid (4)liquid-->gas

HOw much energy is required to heat 36.0g H2O from a liquid at 65C to a gas at 115C? The following physical data may be uselful. Hvap=40.7kJ/mol C liquid=4.18 C gas=2.01 C solid= 2.09 T melting=0 C T boiling=100 C The answers

Science

1. The ability of an apple to change color when exposed to air is a ____. (1 point)physical property chemical property physical change chemical change 2. Which of the following is NOT a possible sign of a physical change? (1

Elm

Which of these represents a chemical change? A) two compounds combining to form a mixture B) a mixture being separated into two elements C) a compound being separated into two elements D) an element changing state from solid to

Elm

7. Which of the following changes gives no evidence that a chemical reaction has taken place? A cube of solid forms a puddle of liquid. A certain liquid is added to a solid, and bubbles of gas form. Two liquids are mixed, and a

Science

Rank the phases of matter from the one with the least kinetic energy to the greatest kinetic energy for the particles in the substance.(1 point) Least gas ↓ solid Greatest liquid Least solid ↓ gas Greatest liquid Least gas ↓


Growing Bacteria in Culture

A population of bacteria grown in the laboratory is referred to as a culture. A pure culture contains only one single type a mixed culture contains two or more different bacteria. If a bacterial culture is left in the same media for too long, the cells use up the available nutrients, excrete toxic metabolites, and eventually the entire population will die. Thus bacterial cultures must be periodically transferred, or subcultured, to new media to keep the bacterial population growing.

Microbiologists use subculturing techniques to grow and maintain bacterial cultures, to examine cultures for purity or morphology, or to determine the number of viable organisms. In clinical laboratories, subculturing is used to obtain a pure culture of an infectious agent, and also for studies leading to the identification of the pathogen. Because bacteria can live almost anywhere, subculturing steps must be performed aseptically, to ensure that unwanted bacterial or fungal contamination is kept out of an important culture.

In microbiology, aseptic techniques essentially require only common sense and good laboratory skills. First, consider that every surface you touch and the air that you breathe may be contaminated by microorganisms. Then think about the steps you can take to minimize your exposure to unwanted invisible intruders. You should also be thinking about how to prevent contamination of your bacterial cultures with bacteria from the surrounding environment (which includes you).

To maintain an aseptic work environment, everything you work with should be initially free of microbes. Thus, we begin with pre-sterilized pipettes, culture tubes, and glassware. Inoculating loops and needles made of metal wire can be used to transfer bacteria from one medium to another, such as from the surface of an agar plate to a broth. Metal tools may be sterilized by heating them in the flame of a Bunsen burner. Glass tools or metal spreaders or forceps that can’t be sterilized by direct heat are dipped in alcohol followed by a brief pass through the flame to speed the evaporation process. Standard aseptic techniques used for culturing bacteria will be demonstrated at the beginning of lab.

Figure 2. Colonies on an agar plate

One very important method in microbiology is to isolate a single type of bacteria from a source that contains many. The most effective way to do this is the streak plate method, which dilutes the individual cells by spreading them over the surface of an agar plate (see Figure 2). Single cells reproduce and create millions of clones, which all pile up on top of the original cell. The piles of bacterial cells observed after an incubation period are called colonies. Each colony represents the descendants of a single bacterial cell, and therefore, all of the cells in the colonies are clones. Therefore, when you transfer a single colony from the streak plate to new media, you have achieved a pure culture with only one type of bacteria.

Different bacteria give rise to colonies that may be quite distinct to the bacterial species that created it. Therefore, a useful preliminary step in identifying bacteria is to examine a characteristic called colonial morphology, which is defined as the appearance of the colonies on an agar plate or slant. Ideally, these determinations should be made by looking at a single colony however, if the colonial growth is more abundant and single colonies are absent, it is still possible to describe some of the colonial characteristics, such as the texture and color of the bacterial growth.


Videoya baxın: الصخور الرسوبية علوم الارض تاسع ص (Oktyabr 2021).