Geologie: Aardbevingen in Californië

Algemene discussie over alles wat met de Verenigde Staten te maken heeft.
Plaats reactie
Gebruikersavatar
Allard
Amerikafan
Berichten: 355
Lid geworden op: 08 jul 2012, 13:19
Aantal x V.S. bezocht: 6
Contacteer:

Geologie: Aardbevingen in Californië

Bericht door Allard » 10 jul 2019, 18:02

De recente aardbevingen in de Little- en Airport Lake Fault zone, noord/noordoost van Ridgecrest, vormen een goede aanleiding om de draad in mijn geologie verhaaltjes weer eens op te pakken. Met dank aan @peterretep voor het duwtje in de rug :)

Californië ligt op twee aardplaten. Het kleinst deel op de westelijke Pacifische plaat. Het grootste deel op de oostelijke Noord-Amerikaans plaat. De westelijke plaat beweegt in noord/noordwestelijke richting. Ongeveer 50 mm per jaar. Nu is het niet zo dat alleen de westelijke Pacifische plaat beweegt. Het westelijke deel van de noord-Amerikaanse plaat word min of meer gedwongen een beetje mee te bewegen. Tot ongeveer een totaal 40 mm van de genoemde beweging vindt plaats langs de beroemde/beruchte San Andreas breuk. Alsmede langs een stelsel van parallel lopende breuken relatief dichtbij de hoofdbreuk. Men spreekt dan ook wel van het San Andreas systeem. We kunnen ons de verplaatsingen voorstellen als die in een stapel speelkaarten:

Afbeelding
(Bron: David K. Lynch / www.SanAndreasFault.org)

De resterende 10 mm verplaatsing wordt verwerkt in een systeem van breuken in een gebied dat bestaat uit de Mojave desert en de "Walker Lane" (grofweg het gebied tussen Owens Valley, Pyramid Lake en Death Valley). Het zuidelijke deel van dit gebied noemt men ook wel de eastern California shear zone (ECSZ):

Afbeelding
(bron: http://digital-desert.com / bewerkt)

De recente bevingen in het Ridgecrest gebied vonden plaats in die ECSZ en kunnen derhalve worden opgevat als gevolg van de plaatbewegingen. Hoewel nog volop in onderzoek laat het zich aanzien dat er drie hoofdschokken van 6.4, 5.4 en 7.1 geweest zijn. Alsmede een zeer groot aantal kleinere schokken. Verder is het nog onduidelijk of het een reeds bekende breuk betrof of dat er een nieuwe ontstaan is. Een onderzoek wijst op een maximum verplaatsing (in de ondergrond) van 2.5 meter volgens het Strike-Slip principe. Een overwegend zijwaartse verschuiving van beide breukdelen t.o.v. elkaar.

Hoe komt een aardbeving tot stand?

We gaan even terug naar de grote San Andreas breuk. Mensen denken graag door even over de breuk (voor zover zichtbaar) te stappen van de ene plaat naar de andere over te kunnen steken. Zo simpel is het niet. De breuk bestaat niet uit twee scherp afgestoken vlakken zoals bij een doormidden gebroken baksteen. De breuk bestaat uit een breukzone. Die kan één tot meerdere kilometers breed zijn. Die hele zone is gevuld met tijdens voorgaande verschuivingen/bevingen verbrokkelde rots. Verder verloopt zo'n breukzone lang niet altijd strikt verticaal. In ieder geval zijn er oneffenheden genoeg om de heel geleidelijk verplaatsing van de platen voor langere tijd vast te laten lopen. Verder zijn de platen ook geen volstrekt starre rotseenheden. Er is altijd een heel beperkte mate van "elasticiteit" aanwezig. Gerekend over tientallen kilometers is deze elasticiteit voldoende om voor (soms) honderden jaren, aan de plaatranden de bewegingsenergie van de platen op te nemen. Totdat de spanning een keer te groot wordt. Dan schieten de platen in een aantal schokken naar de positie die zij zouden hebben indien zij niet vastgelopen zouden zijn. Stel dat de breuk 100 jaar vast heeft gezeten; dan is te verwachten verplaatsing (bij volledige ontlading) zo'n 4 meter. Die 4 meter gaat meestal niet in één keer maar in een grote hoofdschok en heel veel naschokken. In een relatief hele korte periode. Het proces van opbouwen van spanning en ontlading is visueel gemaakt in het YouTube filmpje Subduction Let op, dit voorbeeld betreft de potentieel veel gevaarlijkere aardbevingen die bij subductie/onderschuiving van platen optreden. Zoals bijv. Noordoost Japan, 11 maart 2011, met een maximale verticale verplaatsing van 15(!) meter. En een mega tsunami als gevolg. Over elasticiteit van gesteente gesproken: Als gevolg van die beving kwam de grond onder onze voeten 12 mm omhoog om vervolgens weer 10 mm te zakken. Niemand zal dat gevoeld hebben, want het proces duurde zo'n 2 minuten.

Vergelijken we het wereldwijd dan zijn de Californische Strike-Slip aardbevingen, weliswaar talrijk, niet van het meest gewelddadige type. Uitgezonderd die van San Francisco 1906 zijn het aantal doden, relatief dan, beperkt. Wel kan er enorm veel materiële schade zijn. Northridge 1994: $15 billion. Dat komt vooral omdat Californië zeer welvarend is en er dus veel aan dure gebouwen en infrastructuur kapot kan gaan. In de top 17 van geregistreerde aardbevingen neemt Ridgecrest, qua kracht, de 13e plaats in. Met tot nu toe nul doden en een beperkte materiële schade.


Hieronder volgt een overzicht van belangrijke breuklijnen in Californië en daaraan gerelateerde significante aardbevingen:

Afbeelding
(bron: USGS / bewerkt)

Duidelijk is de hoofdbreuk van de San Andreas te zien. Bijna alle belangrijke breuklijnen lopen hier parallel aan. Behalve eentje. Die loopt van Frazier Mountain oost/noostoostwaarts zuidelijk van het Ridgecrest gebied door. Dit is de Garlock Fault. Ook van het Strike-Slip type. Deze breuk is een representant van een tweede tektonische kracht die in zuidwest Amerika een rol speelt: De crustal extension. Concreet betekent dit dat de Amerikaanse plaat in dit gebied ook nog eens naar het westen geduwd wordt. Met enige fantasie kan je je voorstellen dat die westwaartse kracht een "deuk" gedrukt heeft in de oorspronkelijk redelijk recht verlopende Andreas breuk. Dit betekende weer extra stuwende krachten in de diepere lagen van de Pacifische plaat ten zuiden van die deuk. Dit resulteerde in de vorming van de San Gabriel Mountains en de oost west georiënteerde Transverse Ranges. Ten noorden van die deuk hebben krachten en breuken in de ondergrond geleid tot condities die rijke hoeveelheden aardolie concentreerden rondom Bakersfield. De verrassende Kern County Earthquake (1952: 7.5 en 3 van 6+) had hoofdzakelijk een oost west oriëntatie in tegenstelling tot bijna alle andere noord zuid georiënteerde bevingen

Voor wat betreft de aardbevingen zijn we nu wel zo'n beetje klaar. Voor geïnteresseerden in het ontstaan van de Sierra Nevada en oostelijker gelegen bergruggen in Californië/Nevada is het mogelijk interessant om nog even door te lezen. In het verleden had ik het al eens over Frenchman Mountain bij Las Vegas en daarbij heb ik een nog iets beter verklarend plaatje gevonden:

Afbeelding
(bron UNLV Geoscience)

Het is het proces van gebergtevorming door z.g. Fault Blocks. Op één of andere manier wordt de meer plastisch vervormbare onderkorst uitgerekt. De meer starre bovenkorst breekt in stukken via hoofdzakelijk verticaal verlopende breuken. De bewegingen/aardbevingen die hierbij optreden zijn hoofdzakelijk van het dip-slip type. Gedurende dit proces treedt ook kanteling van de blokken op. Alle bergruggen vanaf de Sierra Nevada tot aan het Colorado plateau zijn op deze manier ontstaan. Om misverstanden te voorkomen, het Colorado plateau zelf is geen gebergte. Ook al ziet het er soms wel zo uit. De oostelijker gelegen Rocky Mountains zijn wel weer een gebergte. Maar dan een plooiingsgebergte ontstaan door korstverdikking i.p.v. korstverdunning. Omtrent de verschillen vond ik nog een mooi plaatje:

Afbeelding
(bron miracosta)

Het Sierra Nevada-Great Valley Block is met recht het grootste gebergteblok dat op deze manier ontstaan is. Sommigen spreken al van een kleine microplaat. Het bestaat deels uit graniet plutonen. Die zijn ontstaan doordat relatief silicaatrijk magma naar boven kwam zonder echt door te breken. Bij langzame afkoeling onder druk ontstaat graniet. De kristallen in het graniet moeten ruim de tijd krijgen om uit te kunnen kristalliseren. Breekt dit type magma door aan de oppervlakte dan volgt snellere afkoeling en een gesteente zoals Ryoliet (of Rhyolite; het plaatsje in Nevada is hier naar genoemd) Het hele blok is naar het westen gekanteld. Het loopt behoorlijk ver door onder de sedimenten van San Joaquin Valley. Het omhoog komen van het oostelijk deel (de huidige Sierra Nevada) begon zo'n vier miljoen jaar geleden. Volgens sommigen is dit proces versneld doordat er toen een relatief zwaar deel van de onderkorst is afgebroken en in de mantel verdwenen. Erosie heeft alle zachtere bovenliggende lagen doen verdwijnen en de hardere graniet plutonen zijn grotendeels blijven bestaan. Naar het westen toe loopt de Sierra Nevada relatief vlak af. Naar het oosten juist zeer steil.

Afbeelding

Gezicht op de oostelijke flank van de Sierra Nevada; Mount Whitney. Vanaf de Alabama Hills bij Lone Pine. De Alabama Hills vormen het topje van een apart granietblok dat bijna geheel begraven ligt onder de molasse die Owens Valley vult. Op de bodem van Owens Valley heerst een heel ander klimaat dan op de toppen van de Sierra Nevada. Het graniet is hetzelfde. Op de voorgrond z.g. wolzak verwering met een roestbruin resultaat. Hoog in gebergte exfoliatie langs hoofdzakelijk verticale spleten.


Afbeelding

Verder naar het oosten toe vormt op de voorgrond de Benton Range het laatste stukje Californische graniet. Daarachter de White Mountains. Verder naar oosten worden de bergruggen relatief lager. Tot aan de (vulkanische) Wheeler Peak van het Great Basin NP.

Afbeelding

Voor wie een mooi aan de oppervlakte zichtbare aardbevingsbreuk wil zien kan ik Fairview Peak aanbevelen. Tenminste, indien je in de buurt bent is het niet al te veel moeite. De foto is uit 1993. De sporen van wildfire hebben niets met de aardbeving van doen. Hoe het er nu bij ligt weet ik niet. Erosie kan de morfologie snel doen vervlakken.

Opmerkingen of vragen? Schroom niet. Ik ben maar amateur maar ik zal proberen ze te beantwoorden.

Gebruikersavatar
boonens
Amerikakenner
Berichten: 644
Lid geworden op: 23 jan 2013, 21:25
Aantal x V.S. bezocht: 12

Re: Geologie: Aardbevingen in Californië

Bericht door boonens » 10 jul 2019, 20:28

Super interessant (als altijd), dank je voor het plaatsen Allard.
'08: NYC | '13: CA/NV/UT/AZ | '14: FL | '15: WA/ID/WY/UT | '17: MA/NH/VT/NY/PA/DC/VA | '18: WA - CA/UT/NV | '19: FL - IL/IN/OH - CO/SD/WY/NM | '20: TX - HI | Planned '21: FL/AL/LA/MS/GA/SC - AZ/NM/TX

Gebruikersavatar
Tipsy_1
Amerika-expert
Berichten: 4187
Lid geworden op: 14 jan 2010, 15:03
Aantal x V.S. bezocht: 20
Locatie: New Jersey, USA
Contacteer:

Re: Geologie: Aardbevingen in Californië

Bericht door Tipsy_1 » 11 jul 2019, 00:49

wauw wat een knappe uitleg. :thumbup: :thumbup: :thumbup: :clap: :clap: :clap: :headbang:
Mijn reisverslagen: http://reisverhalenhomepage.webs.com/ (sorry je moet soms een paar keer refreshen ivm foutmeldingen)
Na heel wat roadtrips verhuisd naar de East Coast in Oct 2018.
Wij hebben alle staten (behalve Hawai...) van de USA bezocht!

Gebruikersavatar
flexer
Amerika-ontdekker
Berichten: 72
Lid geworden op: 09 dec 2012, 17:32
Aantal x V.S. bezocht: 15

Re: Geologie: Aardbevingen in Californië

Bericht door flexer » 11 jul 2019, 07:04

Dank je wel voor deze interessante informatie. Heel verhelderend!
Groet, Flexer

Gebruikersavatar
bedeve
Amerika-expert
Berichten: 4355
Lid geworden op: 30 apr 2010, 23:24
Locatie: Er gaat niets boven Groningen

Re: Geologie: Aardbevingen in Californië

Bericht door bedeve » 11 jul 2019, 07:18

@Allard

Bedankt voor je waeardevolle en prachtige bijdrage
the proof of the pudding is in the eating

peterretep
Amerikafan
Berichten: 295
Lid geworden op: 16 nov 2017, 20:58
Aantal x V.S. bezocht: 2
Contacteer:

Re: Geologie: Aardbevingen in Californië

Bericht door peterretep » 11 jul 2019, 21:20

Kijk, Allard, dat is nou interessante materie en ook nog eens helder uitgelegd. Ik zal aan je denken als ik over een paar weken van LA naar Lone Pine rijd.

Gebruikersavatar
Mrvanilla
Moderator
Berichten: 6266
Lid geworden op: 04 mar 2013, 07:13
Aantal x V.S. bezocht: 11

Re: Geologie: Aardbevingen in Californië

Bericht door Mrvanilla » 12 jul 2019, 08:42

Wow, interessant en leerzaam!
Groetjes,
Daniel

Plaats reactie
  • Vergelijkbare Onderwerpen
    Reacties
    Weergaves
    Laatste bericht
AllesAmerika.com Forum : Disclaimer