22 maja 1960 roku niszczycielskie trzęsienie ziemi nawiedziło południowe Chile. Przez 10 minut ziemia trzęsła się tak gwałtownie, że ludzie nie byli w stanie utrzymać się na nogach. Na drogach pojawiły się pęknięcia, a budynki zawaliły się. Jeden z mężczyzn, cytowany w raporcie U.S. Geological Survey (USGS) (otwiera się w nowej zakładce) o przeżyciu trzęsienia ziemi i następującego po nim tsunami, początkowo myślał, że zimna wojna przerodziła się w nuklearny Armagedon.
Trzęsienie ziemi w Valdivia, nazwane po mieście najbliższym jego epicentrum, miało w przybliżeniu magnitudę 9,5, największą, jaką kiedykolwiek zarejestrowano przed lub od tego czasu. Ale czy trzęsienia ziemi mogą być większe?
Odpowiedź, jak twierdzą geologowie, jest twierdząca. Jednak szanse na znacznie większe trzęsienie są niewielkie. Chociaż trzęsienie ziemi o sile większej niż 9,5 może się zdarzyć, wymagałoby to pęknięcia ogromnego kawałka skorupy na raz — ruch uskoku zarówno ogromnie głębokiego, jak i wyjątkowo długiego. Nie ma wielu miejsc na Ziemi, gdzie mogłoby się to zdarzyć, powiedziała Wendy Bohon, geolog zajmująca się trzęsieniami ziemi i popularyzatorka nauki. Trzęsienie o magnitudzie 9,5 jest prawdopodobnie tuż przy górnej granicy tego, co planeta może wygenerować, Bohon powiedziała Live Science, a magnituda 10 jest niezwykle mało prawdopodobna.
"To jest świetne dla Hollywood, ale nie jest realistyczne dla Ziemi, dzięki Bogu", powiedział Bohon.
Magnituda jest miarą ilości energii uwolnionej podczas trzęsienia ziemi. Różni się ona nieco od tego, jak intensywnie odczuwa się trzęsienie ziemi, na co może mieć wpływ odległość od epicentrum i warunki podłoża. To samo trzęsienie ziemi będzie odczuwalne silniej dla kogoś stojącego na luźnej glebie i piasku niż dla kogoś stojącego na twardej skale, powiedział Bohon.
Wielkość trzęsienia ziemi zależy od całkowitej powierzchni uskoku, który uległ uszkodzeniu. To z kolei zależy od tego, jak głęboko uskok sięga w skorupę ziemską i jak długi w poziomie jest odcinek, który ulega przerwaniu. Istnieją fizyczne ograniczenia co do wielkości obszaru, na którym może nastąpić pęknięcie. Najgłębsze uskoki występują w strefach subdukcji, gdzie jedna płyta tektoniczna wciska się pod drugą. Jeśli jednak wejdziesz wystarczająco głęboko, skały są tak ciepłe, że stają się gorące i lepkie; zamiast pękać, wyginają się. Chociaż trzęsienia ziemi mogą czasami występować tak głęboko jak 500 mil (800 kilometrów) pod powierzchnią Ziemi, według USGS (otwiera się w nowej zakładce) , większość głębokich trzęsień nie generuje dużych wstrząsów na powierzchni; to te w górnych kilkudziesięciu kilometrach skorupy są najbardziej niebezpieczne dla ludzi.
Uskokami najbardziej zdolnymi do wywołania dużych, niszczących trzęsień ziemi są uskoki zanurzeniowe w strefach subdukcji, powiedziała Heidi Houston (otwiera się w nowej zakładce) , geolog zajmujący się trzęsieniami ziemi na Uniwersytecie Południowej Kalifornii. Te uskoki zanurzeniowe, tak nazwane, ponieważ są pod skośnym kątem, a nie pionowo, mają największe obszary skał, które mogą utknąć przeciwko sobie, budując stres, a następnie ostatecznie łamiąc.
"To naprawdę rozmiar płaszczyzny uskoku zanurzeniowego jest największą kontrolą maksymalnej wielkości trzęsienia ziemi, a te płaszczyzny uskoku mogą się powiększyć w ustawieniu strefy subdukcji", powiedział Houston do Live Science.
Istnieją jednak również ograniczenia długości odcinka uskoku, który może pęknąć. Nawet uskoki w strefie subdukcji nie pękają wszystkie naraz, powiedział Bohon. Zazwyczaj coś staje na drodze — seamount (podwodna góra), być może, lub zmiana w rodzaju skały lub geometrii skały, która sprawia, że jeden segment uskoku jest bardziej odporny na stres niż jego sąsiad.
Innym czynnikiem wpływającym na wielkość trzęsienia ziemi jest to, jak bardzo uskok się przemieszcza, czyli poślizg, powiedział Houston. Z reguły mniejsze obszary uskoku ulegają mniejszym poślizgom niż większe. Tak więc, podczas gdy trzęsienie ziemi o sile 5 może przesunąć się o kilka centymetrów — odległość, która nie może złamać ziemi powyżej — magnitudo 9 może przesunąć się o 66 stóp (około 20 metrów) lub więcej. Trzęsienie Chile z 1960 roku faktycznie zwiększyło obszar kraju z powodu sposobu, w jaki ziemia się rozciągnęła, Sergio Barrientos, sejsmolog na Uniwersytecie Chile, który przeżył trzęsienie, powiedział NPR w 2016 roku (otwiera się w nowej karcie) .
Zrozumienie wielkości i wielkości;
Skala wielkości trzęsień ziemi może nieumyślnie zaciemnić różnicę między bardzo dużymi trzęsieniami ziemi. Skala nie jest liniowa, lecz logarytmiczna: Na każdą jednostkę w górę, ruch ziemi wzrasta 10 razy, a uwolniona energia wzrasta 32 razy. Bohon lubi używać metafory łamania pęku spaghetti. Jeśli zerwanie jednej nitki spaghetti jest odpowiednikiem trzęsienia ziemi o sile 5, to aby uwolnić energię trzęsienia ziemi o sile 6, trzeba zerwać 32 nitki. W skali spaghetti, magnituda 7 to jak złamanie 1,024 nitek, magnituda 8 to jak 32,768 nitek, a magnituda 9 to jak 1,048,576 nitek.
Jak pokazuje ten przykład, różnica między trzęsieniem ziemi o magnitudzie 8 i 9, pod względem uwolnionej energii, jest o wiele większa niż różnica między magnitudą 5 i magnitudą 6. Tak więc, podniesienie magnitudy trzęsienia ziemi z 9,5 do 9,6 wymaga znacznie większego obszaru przerwania uskoku niż przejście między magnitudą 5,5 a 5,6.
Ze względu na niepewność pomiarów, nadal trwa naukowa debata na temat tego, czy trzęsienie ziemi w Chile w 1960 roku miało dokładnie magnitudę 9,5, powiedział Houston. Ale aby zwrócić uwagę na ogromne różnice w wielkości pozornie małych liczb na tym końcu skali magnitudy, trzęsienie o magnitudzie 9,5 jest ponad dwa razy silniejsze niż następne największe trzęsienie kiedykolwiek zarejestrowane, o magnitudzie 9,2, które uderzyło w Alaska's Prince William Sound w 1964 roku, powiedział Houston.
Istnieją oczywiście katastrofy planetarne, które teoretycznie mogłyby doprowadzić do znacznie bardziej masywnych trzęsień ziemi: na przykład zderzenie z asteroidą. (Niektórzy naukowcy uważają, że uderzenie asteroidy z końca kredy, które 66 milionów lat temu unicestwiło nieptasie dinozaury, wywołało trzęsienia ziemi o dwucyfrowych magnitudach, choć ustalenie ich wielkości jest trudne). W skali czasowej miliardów lat, Ziemia z pewnością mogłaby zobaczyć taką katastrofę, powiedział Houston. Ale szanse na coś większego niż połowa 9s w magnitudzie w okresie życia człowieka są bardzo niskie, powiedziała. Największe starożytne trzęsienie, które zostało oszacowane na podstawie dowodów geologicznych, było również w Chile, około 3 800 lat temu, i prawdopodobnie również mierzyło około 9,5 w magnitudzie, zgodnie z badaniami 2022.
Wielkość nie zawsze jest najważniejszym czynnikiem wpływającym na śmiertelność trzęsienia ziemi, przynajmniej nie dla ludzi, powiedział Bohon. Mniejsze trzęsienia ziemi spowodowały wiele, wiele ofiar śmiertelnych, tylko z powodu uderzenia w zaludnione regiony i obszary z budynkami podatnymi na zawalenie. Podczas gdy trzęsienie ziemi o sile 9,5 w Chile zabiło około 2 000 osób, uważa się, że trzęsienie ziemi o szacowanej sile 8 zabiło około 830 000 osób w Shaanxi w Chinach w 1556 roku. W 2005 roku trzęsienie ziemi o magnitudzie 7,6 zabiło około 79 000 osób w Kaszmirze, a w 2010 roku trzęsienie ziemi o magnitudzie 7,0 zabiło około 220 000 osób na Haiti. Nawet trzęsienie ziemi w Northridge w 1994 roku, o magnitudzie 6,7, które wystąpiło na uskoku, którego nikt wcześniej nie zauważył, zabiło 57 osób, zraniło tysiące i spowodowało szkody warte miliardy dolarów, ponieważ uderzyło w Los Angeles.
"Tak wiele potencjalnych uskoków może mieć niszczące trzęsienia ziemi" - powiedział Bohon. "Ale ludzie myślą tylko o tym dużym."
