지진국 면접에는 어느 정도의 전문 지식이 필요한가요?

별로! 그러나 여기에 몇 가지 정보가 있습니다.

지진파는 어떻게 전파되나요? 아래 그래픽은 이를 시각적으로 보여줍니다. 1994년 1월 17일 캘리포니아의 노스리지 지진을 예로 들어보겠습니다. 규모는 6.8이었습니다. 로스앤젤레스 북쪽에 있는 샌 페르난도 밸리에 있는 지역사회인 노스리지는 현지 시간으로 오전 4시 31분에 큰 지진을 겪었습니다. 1994년 1월 17일. 영향. 약 60명이 사망하고 재산 피해는 300억 달러에 달하는 것으로 추산됐다. 마틴 루터 킹 주니어 기념일에 지진이 발생했기 때문에 그날 아침 고속도로에는 일반적인 월요일 아침만큼 많은 사람이 없었습니다. 이 사실이 사망자 수 감소에 기여했을 가능성이 높습니다. 엔지니어들은 지진의 영향에 기뻐하면서도 놀랐습니다. 1971년 산 페르난도 지진(진원지에서 그리 멀지 않은 곳) 이후, 이 지역의 고속도로 교량 중 다수가 보강되었습니다. 이 강화된 다리 중 어느 것도 무너지지 않았습니다. 그러나 보강을 위해 계획된 여러 다리가 무너졌습니다. 많은 강철 건물이 이음새가 부러지고 있습니다.

지진이 발생하면 지진파는 지구 내부와 표면을 이동합니다. 시간을 단축하면 모든 일이 일어나는 것을 볼 수 있습니다. 오른쪽 이미지는 지진이 발생한 곳에서 표면파가 바깥쪽으로 전파되는 방식을 보여줍니다. 단면 다이어그램은 지구 내부를 통해 전파되고 내부 장애물에 부딪힐 때 변화하는 신체파를 보여줍니다. 표면의 노란색 막대는 표면파의 전파 범위를 표시합니다.

이 그래픽은 전 세계 지진 관측소에서 수집된 실제 지진 기록을 보여줍니다.

각 지진단계(P파, S파 등)가

지구 표면과 단면 지도의 특정 지점에 도달하면

변화를 확인할 수 있습니다. 지진파. P파와 S파 다음은 표면파입니다. 지진의 주요 피해를 일으키는 지진파입니다. 표면파에는 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 물질 입자가 파동 전파 방향에 수직인 방향으로 수평으로 앞뒤로 움직이는 러브파이고, 다른 하나는 물질 입자가 파동의 전파 방향과 동일한 방향으로 움직이는 레일리 파입니다. 파동 전파 방향을 수직으로 앞뒤로 움직입니다. 지진학자들은 이러한 지진파의 도착 시간을 이용하여 지구의 내부 구조를 결정합니다.

지진의 발생 및 종류

지진은 자연지진과 인공지진 두 가지로 구분됩니다. 자연지진은 주로 지각지진으로 지하 깊은 곳의 암석이 파열, 이탈되어 발생하며, 오랜 시간 축적된 에너지가 급격히 방출되어 지진파의 형태로 사방으로 퍼져나가면서 땅이 흔들리고 흔들리는 현상입니다. 땅. 지각 지진은 전체 지진 수의 90% 이상을 차지합니다. 화산 폭발로 인한 지진이 뒤따르며, 이를 화산 지진이라고 하며 전체 지진 발생 건수의 약 7%를 차지합니다. 또한, 동굴 붕괴(붕괴 지진), 대형 운석이 지면에 충돌하는(유성 충돌 지진) 등과 같은 특정 특수 상황에서도 지진이 발생할 수 있습니다.

인공지진은 인간의 활동에 의해 발생하는 지진이다. 예를 들어, 산업 폭발 및 지하 핵폭발로 인한 진동, 깊은 우물에 고압 물 주입 및 대규모 저수지에 물 저장이 있으면 지각에 가해지는 압력이 증가하고 때로는 지진이 발생합니다.

지진파가 발생하는 곳을 지진원이라고 합니다. 지진원이 지상에 수직으로 투영된 곳을 진앙이라고 합니다. 진앙에서 진원까지의 깊이를 초점깊이라고 합니다. 일반적으로 진원깊이 70km 미만의 지진을 얕은 지진, 70~300km의 지진을 중급지진, 깊이 300km 이상의 지진을 심심지진이라 한다. 파괴적인 지진은 일반적으로 얕은 지진입니다. 예를 들어, 1976년 탕산(Tangshan) 지진의 진원 깊이는 12km였습니다.

지진대

지진은 주로 환태평양대, 알비스-히말라야대, 대서양 중앙해령, 인도양 중앙해령에 분포합니다. 일반적으로 지진은 주로 대륙 내 해령, 열곡, 해구, 변태 단층, 고대 판 가장자리와 같은 지각 활동 구역에서 발생합니다.

초점: 지진이 일어나는 지구 내부의 장소이다.

초점 깊이: 지진 발생원에서 표면 수직 위쪽까지의 거리가 초점 깊이입니다. 60km 이내에서 발생하는 지진을 얕은 지진, 60~300km를 중간 지진, 300km 이상을 심지진이라고 합니다. 지금까지 기록된 지진 중 가장 깊은 곳은 720㎞에 이른다.

진앙: 지진 발생지 바로 위의 땅을 진앙이라고 합니다.

진원지와 그 부근을 진원지라고 하며, 진원지라고도 합니다. 진앙에서 지상의 어느 지점까지의 거리를 진앙거리(진앙거리라 함)라고 합니다. 진원거리가 100㎞ 이내인 것을 국지진이라 하고, 진앙거리가 1,000㎞ 이내인 것을 근지진, 진원거리가 1,000㎞를 초과하는 것을 원격지진이라고 한다.

지진파: 지진이 일어날 때 지구 내부에 나타나는 탄성파를 지진파라고 합니다. 마치 물에 조약돌을 던지면 파도가 사방으로 퍼지는 것과 같습니다.

지진파에는 주로 종파와 횡파가 있습니다. 진동 방향과 전파 방향이 일치하는 파동을 종파(P파)라고 합니다. 지하에서 발생하는 종파로 인해 땅이 위아래로 진동합니다. 진동 방향이 전파 방향과 수직인 파동을 횡파(S파)라고 합니다. 지하에서 발생하는 횡파는 지면을 수평으로 흔들 수 있습니다. 전단파는 지진 발생 시 건물 손상의 주요 원인입니다.

종파는 횡파보다 지구 내부에서 더 빨리 전파되기 때문에 지진이 발생하면 종파는 항상 표면에 먼저 도달하고 횡파는 항상 한 단계 뒤쳐집니다. 이처럼 지구 근처에 대규모 지진이 발생하면 사람들은 일반적으로 먼저 위아래로 요철을 느끼고 그 후 몇 초에서 10초 이상 지나면 강한 수평 흔들림을 느끼게 됩니다. 이는 매우 중요한데, 종파는 건물에 피해를 주는 횡파가 곧 다가올 것이라는 경고를 주고 있어 빠른 조치가 필요하기 때문입니다.

1976년 탕산 지진 당시 한 건물에 거주하던 간부가 갑자기 지진으로 깨어났다. 이 간부는 평소 지진에 대해 어느 정도 알고 있었기 때문에 지진이 흔들리는 것을 느끼면 5, 6초 후에 재빨리 탁자 밑으로 들어가 지붕이 무너졌습니다. 구조된 후 정오까지 그는 결단코 탁자 아래로 몸을 숙이지 않았다면 오래 전에 죽었을 것이라는 생각을 깊이 느꼈다. 그는 지진에 대한 지식이 그의 생명을 구했다고 말했습니다.

지진학의 가장 큰 업적 중 하나는 지진파가 여기되는 메커니즘을 완전히 이해한 것입니다. 지난 세기 말, 한 지진학자는 지진에 대해 논평하면서 다음과 같이 썼습니다. "지진의 원인은 여전히 ​​안개 속에 숨겨져 있으며, 이러한 강한 진동이 발생하는 장소는 지진의 범위보다 낮기 때문에 영원한 미스터리일 수 있습니다. 그의 동시대 사람들 중 다수는 화산 활동이 지진의 주요 원인이라고 믿었고, 다른 사람들은 지진이 높은 산으로 인한 엄청난 중력 차이에서 발생한다고 믿었습니다.

20세기 초 지진 네트워크 구축 이후 지진 활동에 대한 글로벌 모니터링이 완료됐다. 화산이나 산에서 멀리 떨어진 곳에서 대규모 지진이 많이 발생한 것으로 나타났다. 점점 더 많은 지질학자들이 파괴적인 지진에 대한 현장 조사를 임무로 삼고 있습니다. 그들은 종종 선형 시스템을 따라 지형을 변형함으로써 식별할 수 있는 지반 단층의 크기에 충격을 받습니다. 지난 세기 말에 과학자들에게는 일반적으로 지진이 지구 표면의 광범위한 변형을 유발하여 산, 열곡, 해령 및 해구를 생성하는 구조 과정과 밀접한 관련이 있다는 것이 분명해졌습니다. 지질학자들은 표면 암석의 대규모 및 급속한 이동이 강한 지진의 원인이라고 추측합니다. 그들의 추론은 빠르게 자신감 있는 진술로 발전했으며 대부분의 지진이 발생하는 메커니즘이 발견되었습니다.

오늘날 거의 모든 자연 천해지진의 원인은 같다고 믿어지고 있습니다. 심성구조력에 의해 발생하는 지구 외층의 대규모 변형은 지진의 근본 원인입니다. 지질 단층을 따른 갑작스러운 미끄러짐은 지진파 에너지 복사의 직접적인 원인입니다.

4.1 지질 결함

실험실에서는 암석에 가해지는 압력으로 인해 암석이 다양한 방식으로 "균열" 및 "파괴"될 수 있습니다. 일부 갑작스러운 파열에서는 균열이 암석을 절단하고, 양쪽 암석이 서로 상대적으로 미끄러지고, 여러 개의 균열이 암석을 조각으로 부수는 경우도 있습니다. 부서진 암석 조각이 다시 합쳐질 수 있는 경우 이러한 유형의 파손을 취성 파손이라고 합니다. 또 다른 유형의 암석 파괴에서는 표본의 양면이 갑자기 미끄러지는 것이 아니라 천천히 갈아서 경사진 부분을 따라 결합된 상태를 유지합니다. 이 암석의 파손은 취성 파손만큼 빠르게 저장된 탄성 에너지를 방출할 수 없습니다.

자연계에서 대규모 파열면을 지질단층이라 부른다. 단층의 양면은 실험실에서 볼 수 있듯이 점진적으로 눈에 띄지 않게 서로 미끄러질 수도 있고 갑자기 파열되어 지진의 형태로 에너지를 방출할 수도 있습니다. 후자의 경우, 단층의 양면이 반대 방향으로 이동하여 한때 단층을 가로질러 정렬되었던 암석이 옮겨지게 됩니다. 균열의 대부분은 매우 길며 일부는 표면에서 수천 미터까지 추적 가능합니다.

골절은 다양한 특성을 나타냅니다.

이는 눈에 보이는 작은 전위만 있는 투명한 균열 표면일 수도 있고(그림 4.1), 또는 균열 영역을 따라 있는 수십 또는 수백 미터 너비의 암석의 확장된 균열 영역일 수도 있습니다. 때때로 반복적인 움직임의 결과입니다. 단층이 형성되면 지속적인 응력의 작용으로 지속적인 변위가 일어나는 곳이 되는 경우가 많으며, 이는 단층부 부근의 암석덩어리의 대부분이 균열로 인해 파편화되어 있음을 통해 확인할 수 있다. 암석 변위로. 단층대의 암석은 여러 번의 지진으로 인해 매우 미세하게 부서지고 절단되어 단층 홈이라고 불리는 플라스틱 점토 물질로 변할 수 있습니다. 이 물질은 너무 약해서 더 깊고 부서지기 쉬운 탄성 암석처럼 탄성 에너지를 저장할 수 없습니다.

단층은 기하학적 형태와 상대적 미끄러짐 방향에 따라 분류되었습니다. 그림 4.2에 표시된 것처럼 3차원 좌표에서 단층의 위치는 두 가지 각도로 지정됩니다. 첫 번째는 단층의 기울기, 즉 단면과 수평면 사이에 형성된 각도입니다. 두 번째는 단층의 방향, 즉 정북 방향을 기준으로 표면에 노출된 단층선의 각도입니다.

그림 4.1 유타 주 캐나브(Kanab) 근처의 암석층을 관통하는 작고 명확한 정상 단층

그림 4.2 지질 단층의 유형

사선 단층(그림 오른쪽 )은 수평 이동(스트라이크-슬립 결함)과 수직 이동(정상 단층 및 역방향 단층)의 특성을 모두 갖습니다.

단층은 딥을 따른 이동 방향과 스트라이크를 따라 이동하는 방향에 따라 분류할 수 있습니다. 가로 단층이라고도 불리는 충격-미끄러짐 단층은 단층의 두 측면이 서로에 대해 수평으로 미끄러지는 원인이 될 수 있습니다. 암석은 이 단층의 한쪽에 서서 반대쪽의 움직임을 왼쪽에서 오른쪽으로 보면 이 단층의 움직임을 오른쪽 측면 스트라이크 슬립이라고 합니다. 마찬가지로 왼쪽 측면 타격-슬립 결함도 식별할 수 있습니다.

단층의 움직임은 전적으로 딥을 따라 발생할 수 있으며, 이를 딥슬립 단층이라고 합니다. 이때, 단층의 한쪽은 다른 쪽을 기준으로 상하로 움직이며, 단층의 움직임은 기본적으로 단층경향과 평행하게 암석이 수직으로 어긋나며 때로는 작고 눈에 띄는 암벽을 형성하는데, 이를 단층이라 한다. 단층절벽. 이러한 유형의 단층은 두 가지 하위 범주로 나눌 수 있습니다. 하나는 경사면 위의 암석이 딥슬립 단층에서 단층 아래의 암석에 비해 아래쪽으로 이동하는 정상 단층이고, 반대로 역단층은 위의 암석을 의미합니다. 경사진 부분이 위쪽으로 이동합니다. 추력 단층은 경사각이 매우 작은 역단층입니다. 결함은 순전히 스트라이크 슬립이나 딥 슬립인 경우는 거의 없습니다. 일반적으로 수평 및 수직 동작 구성 요소가 있습니다. 이러한 유형의 골절을 경사 골절이라고 합니다. 일부 파쇄면은 표면 근처 토양이 차동 미끄럼을 흡수했기 때문에 기반암에서 위에 있는 토양을 관통하지 못했습니다. 현재로서는 참호를 파거나 숨겨진 절벽을 뚫어야만 단층을 감지할 수 있습니다.

4.2 다른 원인으로 인한 지진

1906년 샌프란시스코 지진, 1988년 아르메니아 지진, 1992년 캘리포니아 랜더스 지진 등 가장 파괴적인 지진은 다음에 의해 발생합니다. 단층암의 파열. 지진은 일반적으로 소위 지각 지진이라고 부르지만, 강한 지반 흔들림은 다른 많은 원인으로 인해 발생할 수도 있습니다.

두 번째로 잘 알려진 지진 유형은 화산 폭발과 관련된 지진입니다. 초기 그리스 철학자들과 마찬가지로 많은 사람들은 지진이 화산 활동과 연관되어 있다고 생각했습니다. 실제로 지진은 세계 여러 지역에서 화산과 함께 인상적으로 발생합니다. 이제 우리는 화산 폭발과 지진이 모두 암석의 구조적 힘의 결과이지만 반드시 동시에 발생하지는 않는다는 것을 알고 있습니다. 오늘날 우리는 화산 활동과 관련하여 발생하는 지진을 화산 지진이라고 부릅니다.

대규모 화산지진의 경우 지진파로 결정되는 초점 메커니즘은 지각 지진의 메커니즘과 동일할 수 있습니다. 분출하는 화산 근처에서는 마그마의 축적과 이동으로 인해 암석이 변형되면서 탄성 변형 에너지가 암석에 축적됩니다. 이러한 변형은 지각 지진과 같은 단층 파열을 일으키지만 화산과 직접적인 관련은 없습니다. 그러나 지하 화산 통로에서 분출하는 마그마의 빠른 이동과 과열된 증기 및 가스의 자극으로 인해 주변 암석이 떨릴 수 있는데, 이를 화산 진동이라고 합니다.

또 다른 유형의 지진은 지하 동굴이나 광산이 붕괴될 때 발생하는 작은 '붕괴' 지진입니다. 이 현상은 흔히 광산 폭발이라고 알려진 현상의 변형으로, 광산 폭발이 발생하면 광산 현장에 유도된 응력으로 인해 다량의 암석이 폭발하여 광산 표면 밖으로 날아가서 지진파가 발생합니다.

1974년 4월 23일 페루 만타로 강을 따라 발생한 엄청난 산사태는 규모 4.5 지진에 해당하는 지진파를 일으켰습니다. 약 1.6입방킬로미터의 암석이 7킬로미터를 미끄러져 약 450명이 사망했습니다. 이 산사태는 인접한 지각 지진이 아니라 산의 불안정으로 인해 발생했습니다. 중력 위치 에너지의 일부는 토양과 암석이 빠르게 하향 이동하는 동안 지진파로 변환되며 수백 킬로미터 떨어진 지진 관측소에서 명확하게 기록됩니다. 80km 떨어진 지진계에서는 3분간의 지진이 기록되었습니다. 이 흔들림의 지속 시간은 관찰된 미끄러짐의 7km 내에서 시속 약 140km의 속도로 작동하는 땅 미끄러짐의 속도 및 정도와 일치합니다.

지진은 종종 지반 미끄러짐을 일으키기 때문에 때로는 대규모로 발생하기 때문에 원인과 결과를 분리하기가 어렵습니다. 현대 역사상 가장 큰 산사태는 1911년 러시아 파미르 산맥의 우소에서 발생했을 수 있습니다. 현대 지진학의 선구자인 갈리친(Galitzin)은 상트페테르부르크 근처의 지진계에 우소 산사태로 인한 지진파를 기록했으며, 따라서 산사태로 인해 방출된 지진파는 3,000km를 이동했습니다. 그는 처음에 정상적인 지각 지진을 기록했다고 생각했습니다. 1915년이 되어서야 그는 Uso 산사태를 연구하기 위해 조사팀을 보냈고 그 산사태가 2.5 입방 킬로미터의 암석을 휩쓸었다는 사실을 발견했습니다.

그림 4.3 New! 뉴질랜드 1991년 12월 15일 마운트 쿡에서 1,400만 입방미터의 암석, 얼음, 눈이 붕괴된 후의 장면

시나리오 (a)와 마운트 쿡의 눈사태 지진계는 75km 떨어진 곳에서 기록되었습니다. 규모 3.9의 눈사태 지진(b)

대형 운석이 대기권이나 지표면과 충돌해 충돌지진을 일으키는 경우는 드물다. 기적적인 예는 퉁구스카 운석이 1908년 6월 30일 시베리아 외딴 지역에서 지구 대기권에 진입했다는 것이다. 대기의 급격한 둔화로 인한 스트레스와 열기로 인해 운석은 10도 미만의 높이에서 폭발했다. 지구 표면 위 킬로미터의 숲이 평평해졌습니다. 러시아와 유럽의 많은 지진 관측소는 5,000km 떨어진 곳에서도 지진파를 기록했습니다. 처음에 사람들은 그것이 대규모 지각 지진이라고 생각했습니다.

깊은 우물에 액체를 주입하거나 큰 저수지에 가두어 지진이 발생했다는 기록도 있지만, 그 메커니즘은 여전히 ​​단층 파열에 의한 변형 에너지의 방출로 생각됩니다. 이러한 예는 다음과 같은 질문을 제기합니다. 우물이나 저수지의 물이 수년 후에 발생할 지진을 어느 정도까지 유발할 수 있습니까?

잘 문서화된 예는 후버 댐에서 발생한 미드호 사건입니다. 1935년 저수지가 채워진 후 콜로라도 강에서. 호수가 형성되기 전에는 이 지역에 지진 활동이 있었다는 역사적 기록이 없지만, 물이 막힌 후에는 작은 지진이 자주 발생했습니다. 저수지에 물이 채워지면 지역 지진 관측소가 설치되고, 기록에 따르면 지진 횟수와 저수지 저수량의 변화가 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났습니다.

이 효과는 수심이 100미터를 초과하고 부피가 1입방킬로미터인 대형 저수지에서 가장 뚜렷하게 나타납니다. 그러나 이러한 대규모 저수지 대부분은 지진이 없으며 잠비아의 Kariba 댐과 이집트의 Aswan High Dam을 포함하여 세계에서 가장 큰 26개 저수지 중 5개만이 의심할 여지 없이 유발된 지진을 경험하고 있습니다. 가장 합리적인 설명은 우물이나 저수지 근처가 지각력에 의해 변형되어 균열이 거의 미끄러질 준비가 되었다는 것입니다. 수두는 압력을 증가시켜 암석과 물의 미끄러짐을 증가시킵니다. 또한 암석을 약화시키고 암석의 강도를 감소시킵니다.

마지막으로 인간은 화학 폭발물과 핵무기를 폭발시켜 폭발적인 지진을 일으킨다. 지표면 부근 폭발에서는 부서진 부분에서 발생한 지진파가 모든 방향으로 전파되는데, 초기 P파가 지면에 도달하면 지면이 부풀어 오르고, 그 에너지가 충분히 크면 암석과 흙이 흩어지게 됩니다. 채석장처럼요.

물론 인간과 짐승이 지진을 일으키는 경우도 있지만, 일반적으로 기계적 충격과 같이 매우 작은 지진이 발생합니다.

4.3 탄성 에너지의 느린 축적

지체 지진의 원인에 대해 더 논의해 보겠습니다. 지구 깊은 곳의 힘은 지진 활동 지역의 암석을 변형시키고, 변형은 시간이 지남에 따라 점차 증가합니다. 이 변형은 적어도 수천 년에 걸쳐 대체로 탄력적입니다.

탄성변형이란 힘이 가해졌을 때 암석의 부피와 모양이 변화하는 것을 말하며, 힘이 제거되면 압착된 고무공처럼 암석이 원래의 모양으로 되돌아오는 현상을 말합니다. 이 탄성 암석 운동은 탄성 변형과 비탄성 변형(즉, 되돌릴 수 없는)을 구별하기 위한 정교한 체계적 측지 측정을 통해 감지할 수 있습니다.

이 목적을 달성하기 위해 세 가지 주요 측지 방법이 있습니다. 수평 이동 크기를 결정하는 두 가지 방법. 첫 번째 유형은 작은 망원경을 사용하여 지상의 표시 사이의 각도를 측정하는 과정을 삼각측량이라고 합니다. 두 번째 유형은 삼측측량(trilateration)이라고 하며 지상 표시 사이의 거리를 측정합니다. 현대 삼변측량 기술에서는 빛(때때로 레이저 빔)이 특정 거리의 유리한 지점에 있는 거울에서 반사되고, 광전 거리계를 사용하여 빛이 양방향으로 앞뒤로 이동하는 데 걸리는 시간을 측정합니다( 그림 4.4). 긴 경로에서는 빛의 속도가 대기 조건에 따라 달라집니다. 따라서 정밀 측정에서는 비행기나 헬리콥터를 시선을 따라 비행하고 기온과 기압을 측정하여 보정할 수 있습니다. 이러한 측정은 20km 거리에서 약 1.0cm까지 정확합니다.

그림 4.4 먼 거울을 가리키는 캘리포니아 파크 필드의 측지 측량에 사용되는 레이저 빔

세 번째 측정 유형은 수평선을 설정하여 수직 방향을 결정하는 것입니다. 필드 이동 크기. 이러한 유형의 레벨링은 단순히 지면의 다양한 위치에 배치된 기준점의 표고를 결정합니다. 반복 측정을 통해 측정 간 변화가 드러납니다. 국가 측량 네트워크는 토지의 고정 위치에 국가 기준 측량 파일을 설치하는 것입니다. 가능하다면 수평선을 대륙 가장자리까지 연장하여 평균 해수면을 지표 고도의 절대적인 변화를 결정하는 기준점으로 사용할 수 있습니다. 최근에는 이동 시간 측정을 위해 지구 표면의 고정 지점을 사용하여 위성에 전파를 전송하는 동기 위성도 알려진 기준점으로 사용되었습니다.

다양한 측정 방법에 따르면 캘리포니아와 일본과 같이 지진이 활발한 지역에서는 수평 및 수직 지반 운동 모두 관측 가능한 크기에 도달합니다. 그들은 또한 캐나다와 호주의 고대 블록과 같은 대륙의 안정된 지역이 적어도 최근에는 거의 변하지 않았음을 보여줍니다. 아마도 지진과 관련된 지역 변형 측정의 가장 중요한 결과는 캘리포니아에서 나온 것입니다. 그곳에서 그들은 1850년부터 측정을 시작했고 1906년 샌프란시스코 지진 이후 정기적으로 측정을 시작했습니다. 그 결과는 지진 발생에 대한 현대 이론에서 중요한 역할을 합니다. 산 안드레아스 단층 시스템의 측정은 지진 예측을 염두에 두고 지난 10년 동안 더욱 개선되었습니다. 측량사들은 광학 및 레이저 빔 광전 거리 측정기를 사용하여 San Andreas Break 양쪽의 산 꼭대기 기준점 사이의 거리를 측정했습니다. 변형률의 추세 변화는 단층의 오른쪽 측면 변형을 나타내는 측정값과 주 단층대를 교차하지 않는 선 길이의 거의 변화를 나타내지 않아 특히 명확합니다.

4.4 탄성 반동의 원리

과학적 발견에서 그것은 종종 사건에 대한 첫 번째 설명이나 가설의 첫 번째 제안이 아니라 과학적 사실을 처음으로 확신시킨 첫 번째 경우입니다. 실제로 새로운 것이 발견된 이벤트입니다. 현재 널리 받아들여지고 있는 지진 파열 메커니즘의 물리적 원리는 1906년 산 안드레아스 지진에 대한 설득력 있는 연구를 통해 확립되었습니다. 1906년 이전에 산안드레아스 단층에 의해 절단된 지역에 걸쳐 두 세트의 삼각측량이 이루어졌는데, 하나는 1851~1865년, 다른 하나는 1874~1892년에 이루어졌습니다. 미국 기술자 리드(Reid)는 단층 반대편의 먼 지점이 1906년까지 50년 동안 3.2미터 이동했으며 서쪽이 북북동 방향으로 이동했다는 사실을 발견했습니다. 이러한 측정값을 지진 후 측정된 세 번째 데이터 세트와 비교했을 때, 지진 전후 모두 산 안드레아스 단층의 파열과 평행하게 상당한 수평 전단이 발생했다는 사실이 밝혀졌습니다(8장의 그림 8.4 참조).

리드의 연구 이후 지진학계에서는 일반적으로 자연지진은 지질단층을 따라 지구의 상부가 갑자기 미끄러지면서 발생한다고 믿고 있습니다. 이 슬립은 파면을 따라 전파되며, 이 슬립 파단이 전파되는 속도는 주변 암석의 지진 전단파 속도보다 낮습니다. 저장된 탄성 변형으로 인해 균열 양쪽의 암석이 대략 변형되지 않은 위치로 되돌아오게 될 수 있습니다. 따라서 적어도 대부분의 경우 변형된 영역이 길고 넓을수록 더 많은 에너지가 방출되고 구조 지진의 크기가 더 커집니다. 그림 4.5는 지진 모멘트와 단층 길이 사이의 관계를 보여줍니다.

그림 4.5 판내 대규모 지진의 지진모멘트와 단층 파열대의 길이 사이의 관계

그림 4.6과 같이 1906년 지진을 일으킨 힘이 그려져 있다. 다이어그램에서. 이 그림을 산 안드레아스를 가로질러 수직으로 늘어선 울타리를 공중에서 본 것으로 생각해보세요. 울타리는 단층을 가로질러 수직으로 절단되어 양쪽으로 수 미터 확장됩니다. 빈 화살표로 표시되는 지각력은 탄성 암석을 변형시키는 작용을 합니다. 천천히 작동하면 선(울타리)이 구부러져 오른쪽에 비해 왼쪽이 이동합니다. 이 변형은 무한정 지속될 수 없으며 조만간 약한 암석이나 최대 변형 지점에 있는 암석은 파손될 것입니다. 이 파열 후에는 반동이 발생하거나 파열 양쪽에서 반동이 발생합니다. 이러한 방식으로 그림 4.6의 균열 양쪽 암석에 있는 D가 D1과 D2로 다시 점프합니다. 그림 4.7은 1906년 지진으로 단층이 파열된 후 단층을 가로지르는 울타리의 이탈을 보여줍니다.

그림 4.6 단층을 가로지르는 울타리의 탄성 반동 결과

(a) 단층을 가로지르는 울타리는 지각력의 작용으로 구부러지고 점 A와 B가 이동합니다. 반대 방향으로 이동

(b) D 지점에서 파열이 발생하고 파열된 양쪽의 변형된 암석이 D1과 D2로 다시 튀어 나옵니다.

그림 4.7 교차 해변 지역의 산 안드레아스 1906년 샌프란시스코 지진 당시 부서진 울타리가 2.6m 이동했고, 1906년 지진 이후 멀리 있는 땅이 오른쪽으로 이동한 것이 지진의 직접적인 원인으로 확인됐다. 시계태엽을 촘촘하게 감으면 암석의 탄성변형이 커질수록 저장된 에너지도 커지며, 균열이 발생하면 저장된 탄성에너지가 빠르게 방출되어 일부는 열이 되고 일부는 탄성파가 됩니다. 지진.

암석에는 수직 변형도 흔합니다. 이 경우 경사구간을 따라 탄성반발이 발생하여 지반이 수직으로 붕괴되어 단층폭이 형성된다. 대규모 지진으로 인한 단층 단층은 높이가 수 미터에 달할 수 있으며 때로는 단층 방향을 따라 수십 또는 수백 킬로미터까지 확장될 수 있습니다.

암반 역학 실험실의 실험은 지진 초기 단계에서 지구 암석의 변형이 어떻게 변하는지를 밝혀냈습니다. 이 실험에서, 물에 포화된 암석 표본은 고온의 유체 매질에서 압축됩니다. 이러한 연구에 따르면 지각은 국지적 구조력의 작용으로 천천히 변형되어 구조 단층에 인접한 암석에 미세 균열이 집중됩니다. 물은 천천히 퍼지며 암석의 균열과 기공을 채웁니다. 미세 균열의 발생으로 인해 균열을 따라 변형률이 높은 영역의 부피가 증가하고 이러한 팽창 과정으로 인해 파괴 영역이 더욱 약화됩니다. 동시에, 균열에 있는 물은 암석의 결합력을 감소시키고 밑에 있는 단층면에 걸친 마찰을 감소시켜 암석이 느슨해지고 결국 주요 균열면을 따라 미끄러지도록 합니다. 이런 식으로 변형된 골절은 탄성 반동을 일으키고 확장을 전파합니다.

지진으로 인한 전진과 여진은 본관 부근의 균열 발생을 연구함으로써도 이해할 수 있습니다. 전진은 물리적 조건이 아직 성숙되지 않아 주요 골절이 발생하기 전에 골절에 따른 변형과 파열된 물질의 미세한 균열의 결과입니다. 전진의 제한된 미끄러짐은 힘 패턴을 약간 변경합니다. 물의 움직임과 미세 균열의 분포로 인해 마침내 더 큰 파열이 시작되어 본진이 발생했습니다. 주 파열부 주변의 암석 블록의 던짐과 심한 흔들림, 국지적 가열로 인해 파열부 주변의 물리적 조건은 본진 이전과 매우 달라졌습니다. 이로 인해 추가로 작은 골절이 발생해 여진이 발생하기도 한다. 그 후에는 무딘 시계처럼 해당 영역의 변형 에너지가 점차 감소하며 수개월 후에는 안정 상태로 돌아올 수 있습니다.

4.5 40년 만에 미국에서 발생한 가장 큰 지진

우리는 강한 지진이 단층에 대한 부담을 완화시키기 때문에 한 지역에서 여진이 끝나면 평온이 뒤따를 것이라고 상상합니다. 그러나 주요 단층은 종종 지역을 위협하는 복잡한 단층 중 하나일 뿐입니다. 한 골절에 대한 변형 에너지의 치명적인 방출은 인접한 골절에 대한 응력을 증가시킬 수 있습니다. 최근 몇 년 동안 미국 본토를 강타한 가장 큰 지진은 대지진이 해당 지역의 지진 및 지진 위험에 대해 얼마나 예측 불가능할 수 있는지를 보여줍니다.

1992년 6월 28일 일요일 오전 4시 58분, 캘리포니아 모하비 사막 외딴 곳에 있는 랜더스 마을에 강한 지진이 발생했습니다(그림 4.10 참조).

본진의 표면파 규모는 7.5였다. 나중에 콜로라도주 덴버까지 느껴지는 남부 캘리포니아에 강한 흔들림을 일으킨 것은 바로 그 탄성반동의 큰 줄기가 부러진 것으로 밝혀졌다.

진앙은 샌안드레아스 단층대에서 북동쪽으로 약 30km 떨어진 랜더스 타운과 유카 밸리 사이에 위치했다. 인구가 적은 정착촌에서는 극심한 흔들림이 발생했습니다. Gobrogge 씨는 유카 밸리(Yucca Valley)에 있는 볼링 레인 벽의 손상에 대해 다음과 같이 설명했습니다. "끔찍했습니다. 끔찍했습니다. 진정되지 않고 계속 흔들리고 멈추지 않았습니다." 공식적으로 랜더스 지진(Landers Earthquake)으로 알려진 이 지진은 다음과 같습니다. , 자주 인용되는 1952년 컨(Kern) 지진과 동일한 지역에서 발생했습니다. 하지만 사막에 위치해 있어 단 1명이 사망하고 5명이 중상을 입었다. 이번 지진으로 77채 이상의 가옥이 파괴되고 4,300가구가 피해를 입었으며 재산 피해는 약 5천만 달러에 달하는 것으로 추산됩니다.

이후 며칠 동안 수백 명의 지진학자와 지질학자들이 데이터를 수집하기 위해 찾아왔고 단층의 명확한 증거를 목격했습니다. 오른쪽으로 움직이는 화려한 표면 전위는 "날아다니는 거위" 모양으로 배열된 일련의 충격-미끄러짐 단층을 형성합니다. 단계. 이 일련의 단층은 주 단층과 연결되어 있으며 캘리포니아 지질도에 표시되어 있지만 끝 부분이 10km 떨어져 있기 때문에 한때 별도의 단층으로 간주되었습니다. 깊은 단층의 연속적인 부분으로서 개별 단층은 12,000년 전에 미끄러진 것으로 생각되지만 그 이후로는 활동하지 않습니다. 이에 따라 단층 80㎞ 전체를 덮는 규모 7.5의 지진이 발생할 가능성은 낮다.

그림 4.8과 4.9에서 볼 수 있듯이 단층을 따라 측정된 표면 미끄러짐은 랜더스 근처에서 2m에 달하며, 오프셋은 파열부의 북서쪽 부분을 따라 약 5.5m입니다. 주요 단층 굴곡을 따라 일부 구간에 나타나는 놀라운 1m 높이의 지진 절벽도 있습니다.

그림 4.8 모하비 사막의 에머슨 단층을 따라 있는 폭 256km 지역의 한 쌍의 위성 이미지

이 단층은 랜더스 지진 중에 중단된 단층입니다. 스트립 중 하나가 끊어졌습니다. 왼쪽 이미지는 지진 발생 11개월 전인 1991년 7월 27일에 촬영되었으며, 오른쪽 이미지는 지진 발생 27일 후에 촬영되었습니다. 지진으로 인한 파열로 인해 발생한 지반의 균열은 왼쪽 상단에서 오른쪽 하단으로 확장되어 선명하게 보입니다. 이 위치의 단층을 가로지르는 변위는 약 4미터입니다.

그림 4.9 1992년 랜더스 지진 이후 미끄러짐(스크래치라고 함)을 보여주는 에머슨 단층 급경사의 새로운 단면

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랜더스 지진 이후에는 가장 특이한 지진 연쇄반응이 일어났습니다. 본진은 미끄럼 단층을 따라 일련의 여진으로 이어졌습니다(그림 4.10). 일반적으로 크고 얕은 지진이 발생한 후에는 며칠 동안 더 넓은 지역에 걸쳐 갑작스럽고 극적인 지진 증가가 뒤따릅니다. 본진 발생 3시간 뒤 빅베어레이크 부근에서 또다시 강한 지진(MS=6.5)이 발생해 땅이 다시 흔들렸다. 이번 지진은 첫 번째 단층이 발생한 곳에서 서쪽으로 약 45㎞ 떨어진 곳에서 또 다른 단층이 미끄러지면서 발생했다. 지역 단층계의 응력 변화를 조사하기 위해 전산 시뮬레이션을 적용한 결과, 랜더스 지진의 단층 미끄러짐으로 인해 단층 일부 부분에서 응력이 증가했으며, 그 결과 빅베어레이크 지진이 발생한 것으로 나타났습니다. 또한 계산에 따르면 랜더스 지진은 사우스 산 안드레아스 단층에 대한 응력을 강화하여 충격 미끄러짐 전단 경향을 강화하는 동시에 산 안드레아스 주변의 주변 압력을 감소시켰을 수 있습니다. 이 힘은 눈에 보이지 않고 지속적입니다. 이러한 영향이 집중되면 향후 이 지역에 대규모 지진이 발생할 확률이 높아질 수 있습니다.

그림 4.10 남부 캘리포니아 랜더스 지진 발생 후 25일 이내의 여진 및 단층 분포도

주 충격은 별표로 표시되며, 색상 변화는 지역적 영향을 나타냅니다. 1979년부터 1992년까지 발생한 지진 응력이 변합니다.

응력은 산 안드레아스 단층의 카존 패스 동쪽에서 증가하고 서쪽에서는 감소합니다.

착륙 직후 24시간 진원지로부터 600km 이내의 지역 네트워크에서는 규모 3.4 이상의 지진이 11건 감지되었습니다.

캘리포니아와 네바다에서 지진이 발생할 일반적인 확률에 따르면, 이러한 두 가지 주요 사건이 연속적으로 발생할 확률은 10억 분의 1에 불과합니다. 이러한 동시 지진은 지질 역사상 거의 발생하지 않습니다! 따라서 우리는 랜더스 지진이 암석에 탄성 변형을 직접 추가하거나 지진파가 개별 균열을 통과하여 다양한 응력을 유발함으로써 이러한 지진 급증을 일으켰다고 추측합니다.

가장 이해하기 어려운 점은 랜더스에서 400km 떨어진 오웬 밸리 남쪽부터 북쪽 롱 밸리 분화구까지 시에라네바다 산맥 동쪽을 따라 소규모 지진의 빈도가 크게 증가했다는 점이다. 모나 분지(Mona Basin), 라센 산맥(Lassen Mountains), 북부 캘리포니아의 최북단 샤스타 산(Mount Shasta)(북쪽 주요 파열 지점에서 800km 떨어져 있음)에서도 배경 지진 활동이 크게 증가했습니다.

랜더스 지진으로 인해 많은 가속도계가 작동되어 강한 흔들림 신호를 표시했습니다. 파열원 주변의 여러 위치에서 관찰한 결과, 랜더스 지진의 진원지 파열은 남쪽에서 시작되어 북쪽으로 전파되었을 수 있음이 나타납니다. 단층의 북쪽 끝 부분의 지상 운동은 단층의 남쪽 끝 부분보다 훨씬 더 강합니다. 청취자는 스피커가 더 가까이 이동함에 따라 사운드 강도가 증가하는 것과 같은 동일한 효과를 경험할 수 있습니다. 기술 용어는 파동 소스의 움직임으로 인해 한 방향으로 에너지가 집중되는 것을 설명하는 방향성 집중입니다. 파열 방향이 다양하기 때문에 움직임이 평균보다 클 수도 있고 작을 수도 있으므로, 파열 방향에 따라 지반 운동의 강도가 달라집니다.

4.6 지진 순간

지진의 전체 규모를 측정하는 가장 유용한 측정 방법은 지각 응력의 영향으로 인해 단층 표면의 갑작스런 미끄러짐에 대한 기계적 모델에서 파생됩니다. 3장에서 언급한 이 측정값을 지진 모멘트라고 합니다. 1966년 미국의 지진학자 아키(Aki)가 제안한 것이다. 이는 단층 파열 과정의 물리적 특성과 직접적으로 연관되어 있기 때문에 이제 지진학자들 사이에서 인기가 높습니다. 이는 활성단층대의 지질학적 특성을 유추하는 데 사용될 수 있습니다.

모멘트의 기계적 개념은 간단한 실험으로 설명할 수 있습니다. 무거운 사각 테이블의 양쪽에 손을 얹고 한 손으로 밀고 다른 손으로 수평 방향으로 당깁니다. 손의 간격이 넓을수록 테이블이 더 쉽게 회전할 수 있습니다. 즉, 두 암의 지렛대가 증가할수록 테이블을 회전시키는 데 필요한 힘이 감소합니다. 크기는 같고 방향은 반대인 두 힘을 짝이라고 합니다. 이 쌍의 크기를 모멘트라고 하며, 그 크기는 두 힘 중 하나의 값에 두 힘 사이의 거리를 곱하여 결정됩니다.