Nghiên cứu Địa chất Liên tục về Động đất ở Bắc Dakota

Vào thứ Hai, ngày 8 tháng 7 năm 1968, Tòa nhà Quốc hội bang rung chuyển nhẹ. Thư ký của Thống đốc William L. Guy cho rằng đó là một vụ nổ siêu thanh. Những người khác trong thị trấn báo cáo rằng cà phê đã bắn ra khỏi cốc của họ. Tuy nhiên, hầu hết mọi người dường như không cảm thấy hoặc nhận ra chấn động này là một trận động đất. Trận động đất có tâm chấn cách Huff, Bắc Dakota vài dặm về phía tây nam và nó được cảm nhận trên một khu vực rộng 3.000 dặm vuông. Ảnh hưởng của trận động đất, bao gồm bát đĩa và cửa sổ rung lắc và những ngôi nhà khung gỗ kêu cót két, đã được cảm nhận ở Huff, Bismarck và một số cộng đồng khác ở miền trung Bắc Dakota.

Các báo cáo trên báo chí và hồ sơ từ Trung tâm Thông tin Động đất Quốc gia của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ bao gồm thông tin về ít nhất 12 trận động đất khác đã được cảm nhận ở Bắc Dakota. Có lẽ trận động đất được cảm nhận rộng rãi nhất ở Bắc Dakota là một cú sốc vào ngày 15 tháng 5 năm 1909 đã làm rung chuyển vùng Đại Bình nguyên phía bắc vào khoảng 9 giờ tối. Chấn động đó có tâm chấn gần Avonlea, Saskatchewan, gần biên giới Montana-Bắc Dakota-Saskatchewan. Nó làm vỡ bát đĩa và cửa sổ, làm nứt vữa và gạch đá. Trận động đất Avonelea đã được cảm nhận trên khắp Bắc Dakota và phía tây Montana cũng như ở các tỉnh lân cận của Canada.

Các trận động đất được cảm nhận rộng rãi nhất trong lịch sử Hoa Kỳ cũng có thể đã được cảm nhận ở Bắc Dakota. Được gọi là trận động đất New Madrid, theo tên thị trấn New Madrid không may mắn ở cực đông nam Missouri, một loạt ba trận động đất mạnh (và hàng trăm trận nhỏ hơn) đã xảy ra vào ngày 16 tháng 12 năm 1811, ngày 23 tháng 1 năm 1812 và ngày 7 tháng 2 năm 1812. Trận động đất lớn nhất trong số này được cảm nhận từ Canada đến Vịnh Mexico, và từ Rockies đến bờ biển Đại Tây Dương. Tiềm năng vẫn còn cho một trận động đất tàn khốc khác ở khu vực New Madrid.

Các trận động đất khác đã được cảm nhận ở Bắc Dakota bao gồm một trận ở đông nam Bắc Dakota vào năm 1872; Pembina năm 1900; ba trận ở khu vực Williston vào năm 1915, 1946 và 1982; khu vực Hebron năm 1927; gần Havana năm 1934; và khu vực Selfridge năm 1947. Các trận động đất có tâm chấn gần Morris, Minnesota đã được cảm nhận ở đông nam Bắc Dakota vào năm 1975 và 1993.

Hầu hết các trận động đất là do sự trượt đột ngột của một đứt gãy trong vài trăm km trên cùng của trái đất. Hầu hết xảy ra ở ranh giới giữa bảy mảng lớn phù hợp với nhau để tạo thành lớp vỏ ngoài cùng của trái đất. Các mảng này liên tục chuyển động, ở một số nơi kéo ra xa nhau như ở các trung tâm lan rộng như Sống núi giữa Đại Tây Dương, trượt qua nhau như dọc theo Đứt gãy San Andreas ở California, hoặc va chạm trực diện vào nhau, như ở Dãy núi Andes hoặc Himalaya. Những chuyển động mảng lớn này chỉ ở mức 1-10 mm/năm (khoảng tốc độ móng tay của bạn mọc), nhưng chuyển động chậm liên tục khiến ứng suất tích tụ. Khi ứng suất vượt quá độ bền của đá, đá vỡ và bật vào một vị trí mới. Khu vực đứt gãy được gọi là tiêu điểm hoặc tâm chấn của một trận động đất và tâm chấn là điểm trên bề mặt trái đất ngay phía trên tiêu điểm. Quá trình phá vỡ hoặc đứt gãy tạo ra các rung động gọi là sóng địa chấn; chúng ta cảm nhận những sóng này là động đất.

Sóng địa chấn, từ tiếng Hy Lạp seismos có nghĩa là động đất, thực sự bao gồm cả sóng bề mặt và sóng thân. Sóng thân truyền sâu vào lớp phủ của Trái đất và thậm chí xuyên qua lõi của nó trước khi đến bề mặt, trong khi sóng bề mặt truyền gần bề mặt Trái đất.

Sóng địa chấn của các trận động đất lớn có thể gây ra các dao động tự nhiên trong Trái đất và khiến toàn bộ hành tinh rung lên như một cái chuông trong nhiều giờ hoặc thậm chí nhiều ngày. Âm sắc quá thấp để chúng ta nghe thấy, nhưng máy đo địa chấn có thể ghi lại những dao động tần số thấp này. Thật thú vị khi ghi lại tín hiệu máy đo địa chấn trên băng từ và phát lại băng, chẳng hạn, nhanh hơn 10000 lần. Sau đó, chúng ta có thể, như thể, lắng nghe trái đất. Đó là một trải nghiệm kỳ lạ. Nói chung, nó nghe giống như đang ở trong một khu rừng vào một ngày gió, với những âm sắc rơi ngắn thỉnh thoảng và những âm sắc du dương hơn, gợi nhớ đến một dàn nhạc đang lên dây. Thỉnh thoảng có những tiếng động sắc nhọn nghe như cành cây gãy. Trong những dịp hiếm hoi, có những âm thanh như một đàn động vật giẫm đạp qua một khu rừng, đập gãy cành cây và bẻ chúng dưới chân.

Hầu hết các trận động đất có nguồn gốc ở Bắc Dakota có khả năng liên quan đến các cấu trúc chôn sâu trong tầng hầm Precambrian. Ở cực tây nam Bắc Dakota, dưới các loại đá trầm tích của Bồn địa Williston, các nhà địa chất đã nhận ra Wyoming Craton. Superior Craton nằm bên dưới miền đông Bắc Dakota. Hai craton này, cực kỳ cổ xưa và biến dạng, nhưng các khu vực ổn định về mặt địa chất, được phân tách bởi Vành đai di động Tây Dakota, một nhóm đá trẻ hơn một chút bị kẹt giữa các craton khi chúng va chạm trong kỷ Precambrian. Vô số đứt gãy có thể tồn tại bên trong những loại đá cổ xưa, biến dạng cao này, nhưng vì chúng bị chôn vùi rất sâu nên sự tồn tại của chúng chỉ mang tính suy đoán. Hai đứt gãy dài đã được đưa ra giả thuyết trong Vành đai di động Tây Dakota: Đứt gãy Tabbernor và Đứt gãy ranh giới Thompson. Chuyển động trên bất kỳ đứt gãy giả định nào trong số này có thể tạo ra các rung động nhỏ đến trung bình. Vấn đề này đã là một chủ đề nghiên cứu địa chất liên tục.

Các rung động nhỏ cũng có thể xảy ra khi các lớp đá trầm tích sụp đổ vào các khoảng trống do sự hòa tan của các lớp muối bên dưới. Tây bắc Bắc Dakota nằm bên dưới các mỏ muối dày và rộng ở độ sâu từ khoảng 4.000 đến 12.000 feet. Muối là một khoáng chất không ổn định về mặt địa chất, dễ dàng hòa tan trong nước và khi chịu tải dưới khối lượng trầm tích bên trên khổng lồ, nó thực sự có thể chảy và biến dạng. Khi muối di chuyển, sự hỗ trợ cho các lớp bên trên bị loại bỏ. Các lớp này có thể lắng xuống từ từ hoặc sụp đổ đột ngột, tạo ra một trận động đất nhỏ, tương đối nông.

Ít trạm đo địa chấn được đặt ở Trung Tây vì về mặt địa chất mà nói, nó tương đối ổn định. Không có máy đo địa chấn ở Bắc Dakota hoặc Minnesota. Một máy đo địa chấn nằm ở đầu phía bắc của Black Hills, ban đầu được lắp đặt chung bởi chính phủ Hoa Kỳ và Liên Xô cũ để theo dõi thử nghiệm hạt nhân, hiện do Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ vận hành. Chính phủ liên bang Canada vận hành một trạm tại Flin Flon, Manitoba, và Đại học Manitoba vận hành một trạm tại Winnipeg. Một máy đo địa chấn nghiên cứu công nghiệp được đặt tại Pinawa, Manitoba, cách Winnipeg khoảng 120 km về phía đông.

Các trận động đất có cường độ khoảng 4,5 trở lên có thể được ghi lại bởi máy đo địa chấn trên khắp thế giới. Sóng địa chấn của các rung động nhỏ hơn tiêu tan trước khi được ghi lại bởi các thiết bị ở xa phía bên kia địa cầu. Để một trận động đất có tâm chấn ở miền trung Bắc Dakota được ghi lại bởi các trạm đo địa chấn gần nhất mà tôi vừa đề cập, nó phải có cường độ khoảng 3,3 trở lên. Trận động đất Huff năm 1968 vẫn là rung động duy nhất có tâm chấn được xác minh bằng thiết bị ở Bắc Dakota, mặc dù có khả năng các rung động nhỏ được báo cáo khác có tâm chấn trong tiểu bang. Rốt cuộc, chỉ từ đầu những năm 1960, một mạng lưới đo địa chấn đã được thiết lập ở Thượng Trung Tây để ghi lại những trận động đất nhỏ như vậy. Hơn nữa, các rung động có cường độ Richter 3.0 và đôi khi ít hơn thường được những người có vị trí thuận lợi cảm nhận được. Nói cách khác, có thể có nhiều rung động nhỏ hơn trong tiểu bang so với hồ sơ được xác minh bằng thiết bị cho thấy.

Bắc Dakota nằm trong một khu vực có xác suất động đất thấp. Các trận động đất nhỏ, không thường xuyên có thể xảy ra gần hoặc trong tiểu bang, nhưng khó có khả năng chúng gây ra bất kỳ thiệt hại nghiêm trọng nào.

Comments

No comments yet. Why don’t you start the discussion?

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *