Błąd Ramapo

Mapa przedstawiająca zasięg systemu uskoków Ramapo w Nowym Jorku, New Jersey i Pensylwanii

Strefa uskoków Ramapo to system uskoków pomiędzy północnymi Appalachami a obszarami Piemontu na wschodzie. Rozciągająca się na ponad 298 km w Nowym Jorku , New Jersey i Pensylwanii , jest prawdopodobnie najbardziej znaną strefą uskoków w regionie środkowoatlantyckim, a w jej pobliżu zdarzały się niewielkie trzęsienia ziemi. W ostatnim czasie wiedza społeczna na temat uskoku wzrosła, zwłaszcza po latach 70. XX wieku, kiedy zauważono bliskość uskoku do elektrowni jądrowej Indian Point w Nowym Jorku.

Niektórzy sejsmolodzy argumentowali, że uskok ten może wywołać poważne trzęsienie ziemi, ale trzęsienia ziemi są rozproszone po całym regionie , bez szczególnej koncentracji aktywności wzdłuż uskoku Ramapo. W związku z tym inni argumentowali, że nie wykazano, że uskok Ramapo jest bardziej aktywny niż jakiekolwiek inne strefy uskoków na większym obszarze Nowego Jorku.

Sejsmiczność w okolicach Nowego Jorku. Dane pochodzą z amerykańskiej służby geologicznej (USGS) i Narodowego Centrum Informacji o Trzęsieniach Ziemi (NEIC). Zielone linie wskazują ślad uskoku Ramapo.

Tło

Nowego Jorku jest częścią złożonej geologicznie struktury północnych Appalachów . Ta złożona struktura powstała w ciągu ostatnich pół miliarda lat, kiedy skorupa ziemska leżąca pod Północnymi Appalachami była miejscem dwóch głównych epizodów geologicznych, z których każdy pozostawił swój ślad na podłożu skalnym obszaru Nowego Jorku. Między około 450 milionami lat temu a około 250 milionami lat temu region Północnych Appalachów został dotknięty kolizją kontynentalną , podczas której starożytny kontynent afrykański zderzył się ze starożytnym kontynentem północnoamerykańskim, tworząc superkontynent Pangea . Około 200 milionów lat temu obecny Ocean Atlantycki zaczął się formować, gdy siły tektoniczne płyt zaczęły rozdzielać kontynent Pangei. Ostatni poważny epizod aktywności geologicznej, który miał wpływ na podłoże skalne w rejonie Nowego Jorku, miał miejsce około 100 milionów lat temu, w epoce mezozoicznej, kiedy ryfty kontynentalne, które doprowadziły do ​​otwarcia dzisiejszego Oceanu Atlantyckiego, utworzyły baseny ryftów mezozoicznych Hartford i Newark .

Częstotliwość trzęsień ziemi w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych jest 100 razy niższa niż w Kalifornii, ale trzęsienia ziemi, które mają miejsce w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych, są zwykle odczuwalne na znacznie większym obszarze niż trzęsienia ziemi o tej samej sile w zachodnich Stanach Zjednoczonych. Oznacza to obszar szkód spowodowanych przez trzęsienie ziemi w północno-wschodnich stanach USA może być większe niż obszar szkód spowodowanych przez trzęsienie ziemi o tej samej sile w zachodnich stanach USA Chłodniejsze skały w północno-wschodnich stanach USA przyczyniają się do rozprzestrzeniania się energii sejsmicznej nawet dziesięciokrotnie dalej niż w cieplejszych skałach Kalifornia. Trzęsienie ziemi o sile 4,0 w skali Richtera na wschodzie Stanów Zjednoczonych jest zwykle odczuwalne nawet w odległości 100 km (60 mil) od miejsca epicentrum , ale rzadko powoduje szkody w pobliżu swojego źródła. Trzęsienie ziemi o sile 5,5 w skali Richtera na wschodzie Stanów Zjednoczonych, choć rzadkie, może być odczuwalne nawet w odległości 500 km (300 mil) od epicentrum i może spowodować szkody nawet w odległości 40 km (25 mil) od epicentrum. Trzęsienia ziemi silniejsze niż około 5,0 w skali Richtera generują ruchy gruntu, które są wystarczająco silne, aby wyrządzić szkody w obszarze epicentralnym.

Na dobrze zbadanych granicach płyt, takich jak system uskoków San Andreas w Kalifornii, naukowcy często mogą dokonywać obserwacji, które pozwalają im zidentyfikować konkretny uskok, na którym miało miejsce trzęsienie ziemi. Natomiast na wschód od Gór Skalistych zdarza się to rzadko. Obszar Nowego Jorku znajduje się daleko od granic płyty północnoamerykańskiej, które znajdują się w centrum Oceanu Atlantyckiego, na Morzu Karaibskim i wzdłuż zachodniego wybrzeża Ameryki Północnej. Powszechnie uważa się, że sejsmiczność w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych wynika z dawnych stref słabości, które reaktywują się we współczesnym polu naprężeń. W tym modelu istniejące wcześniej uskoki, które powstały podczas starożytnych epizodów geologicznych, utrzymują się w skorupie wewnątrzpłytowej, a trzęsienia ziemi mają miejsce, gdy wzdłuż tych stref osłabienia uwalniają się współczesne naprężenia. Powszechnie uważa się, że naprężenia powodujące trzęsienia ziemi pochodzą ze współczesnych szczelin na wyspie Grzbiet środkowoatlantycki .

W północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych znajduje się wiele znanych uskoków, ale wiele mniejszych lub głęboko ukrytych uskoków prawdopodobnie pozostaje niewykrytych. Praktycznie wszystkie znane uskoki nie były aktywne od około 90 milionów lat lub dłużej. Ponadto lokalizacje znanych uskoków na głębokościach trzęsień ziemi nie są dobrze określone. W związku z tym niewiele trzęsień ziemi w regionie można jednoznacznie powiązać ze znanymi uskokami. Biorąc pod uwagę aktualne dane geologiczne i sejsmologiczne, trudno jest ustalić, czy znany uskok jest nadal aktywny i może wywołać współczesne trzęsienie ziemi. Podobnie jak w większości innych obszarów na wschód od Gór Skalistych, najlepszym przewodnikiem po zagrożeniu trzęsieniem ziemi w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych są prawdopodobnie lokalizacje samych trzęsień ziemi, które miały miejsce w przeszłości.

Usterkę Ramapo obwinia się za kilka wcześniejszych trzęsień ziemi, ale nie wykazano jeszcze konkretnego związku jakiegokolwiek znaczącego trzęsienia ziemi z tym uskokiem. Błędnie twierdzono, że niszczycielskie trzęsienie ziemi, które nawiedziło Nowy Jork w 1884 r., było spowodowane uskokiem Ramapo, prawdopodobnie dlatego, że jest to najbardziej widoczny na mapie uskok na większym obszarze Nowego Jorku. Obecnie związek między uskokami a trzęsieniami ziemi na obszarze Nowego Jorku jest rozumiany jako bardziej złożony niż jakiekolwiek proste powiązanie konkretnego trzęsienia ziemi z konkretnym uskokiem.

Geologia

Ustawienie regionalne

Przekrój poprzeczny USGS basenu Newark. Uskok Ramapo tworzy zachodnią granicę dorzecza Newark. Jest to lokalizacja uskoku na powierzchni pomiędzy blokami piwnicy prekambryjskiego podłoża skalnego, pokazana na pomarańczowo.

New Jersey, wschodnia Pensylwania i południowo-wschodni Nowy Jork są geologicznie podzielone na cztery prowincje fizjograficzne , z których każda wyróżnia się strukturą. Najbardziej na zachód wysunięta jest prowincja Valley and Ridge, zbudowana z warstw kambryjsko - dewońskiego wapienia osadowego , piaskowca i łupków pozostałych po starożytnych osadach morskich, piasku i błocie. Na wschód od tej prowincji leży Highlands . Prowincję tę tworzą najstarsze skały regionu – gnejs , granit oraz marmur prekambryjski – powstały w wyniku stopienia skał osadowych, które rekrystalizowały w stanie zdeformowanym. Na tym obszarze występują także paleozoiczne pasy skalne.

Na wschód od Highlands znajduje się Piemont, a konkretnie dorzecze Newark. Uskok Ramapo tworzy granicę między dorzeczem Newark a wyżynami Highlands, biegnąc od Haverstraw w stanie Nowy Jork do okolic Schaefferstown w Pensylwanii . Basen Newark, nieczynna dolina ryftowa utworzona podczas rozpadu Pangei, składa się ze skał osadowych i wulkanicznych z triasu i wczesnej jury . W dorzeczu występują mniejsze odcinki uskoku Ramapo, w tym uskoki Hopewell, Fleminton-Furlong i Chalfont.

Na wschód od basenu Newark znajdują się różne prowincje geologiczne. W południowo-wschodnim Nowym Jorku, od hrabstwa Westchester na południe do Staten Island, znajduje się Manhattan Prong Highlands i pas serpentynowy Staten Island (część prowincji Nowa Anglia ). Od południowego krańca Staten Island po Trenton, New Jersey to równina przybrzeżna Atlantyku . Na południe od Trenton, płaskorzeźba stanowiąca przedłużenie Reading Prong Highlands we wschodniej części Piemontu w Pensylwanii, graniczy z basenem Newark aż do jego południowego krańca na południowy zachód od Reading.

Strefa usterek

Uskok oddziela sektory New Jersey Highlands i Piemont.

System uskoków, będący częścią serii uskoków uderzających w północny wschód i opadających w kierunku południowo-wschodnim, jest prawdopodobnie w większości nieaktywny. Liczne uskoki o długości od 5 do 10 mil odchodzą od uskoku głównego.

Wraz z początkową aktywnością w epoce późnego prekambru i wczesnego paleozoiku, a konkretnie w okresie kambru i ordowiku , uskok był świadkiem sześciu do siedmiu głównych okresów aktywności sejsmicznej. Ostatni okres wzmożonej aktywności trzęsień ziemi miał miejsce prawdopodobnie w triasie, 200 milionów lat temu. W tym czasie uskok Ramapo, pierwotnie uskok oporowy aktywny podczas tworzenia Appalachów, został reaktywowany wraz z otwieraniem się Oceanu Atlantyckiego i rozrywaniem superkontynentu Pangei. Usterka została integralnie powiązana z okresem intensywnych szczelin, powoli obniżając ląd na wschodzie o ponad dziewięć kilometrów, tworząc Basen Newark. Magma była w stanie przedostać się przez liniowe pęknięcia wzdłuż uskoku w późnym triasie i wczesnej jurze, tworząc epizodyczne bazalty powodziowe odpowiedzialne za powstanie Gór Watchung .

Zagrożenie trzęsieniem ziemi na obszarze Nowego Jorku

Pomimo rzadkości występowania silnych trzęsień ziemi na wschodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych, czasami one się zdarzają. Co więcej, jeśli te rzadkie zdarzenia we wschodnich Stanach Zjednoczonych rzeczywiście mają miejsce, obszary nimi dotknięte są średnio dziesięć razy większe niż obszary zachodnie w przypadku zdarzeń o tej samej skali. Zatem trzęsienia ziemi stanowią co najmniej umiarkowane zagrożenie dla miast wschodniego wybrzeża.

Trzęsienia ziemi na większym obszarze Nowego Jorku dotykają większość New Jersey, najgęściej zaludnionego stanu w Stanach Zjednoczonych, a także Nowy Jork. Trudno jest ocenić, w jakim stopniu sam uskok Ramapo (lub jakikolwiek inny konkretny uskok na mapie na tym obszarze) może być źródłem przyszłych trzęsień ziemi niż jakakolwiek inna część regionu. Badanie z 2008 roku wykazało, że trzęsienie ziemi o sile 6 lub 7 w skali Richtera miało nastąpić w strefie uskoku Ramapo i prawie na pewno spowodowałoby setki, a nawet tysiące ofiar śmiertelnych i straty warte miliardy dolarów. Analizując około 400 trzęsień ziemi na przestrzeni ostatnich 300 lat, w badaniu wykazano również, że istniała dodatkowa strefa uskoków rozciągająca się od strefy uskoków Ramapo do południowo-zachodniego Connecticut. Z drugiej strony inni sejsmolodzy argumentowali, że ani uskok Ramapo, ani żadna hipotetyczna strefa uskoków rozciągająca się na południowo-zachodnie Connecticut nie okazała się bardziej aktywna niż jakiekolwiek inne części większego obszaru Nowego Jorku.

Tuż przy północnym końcu uskoku Ramapo znajduje się elektrownia jądrowa Indian Point . Zbudowany w latach 1956–1960 przez Consolidated Edison Company zakład rozpoczął działalność w 1963 r., ale pojawiły się obawy, że trzęsienie ziemi spowodowane uskokiem Ramapo będzie miało na niego wpływ. Kwestią otwartą pozostaje, czy uskok Ramapo rzeczywiście stanowi zagrożenie dla tej elektrowni jądrowej. W Pensylwanii uskok schodzi do obszaru w przybliżeniu na zachód od Pottstown, w pobliżu elektrowni jądrowej w Limerick , po czym skręca poprzecznie na zachód do południowego końca w pobliżu Schaefferstown.