Væltede tog giver indsigt i jordens bevægelse, oprindelsen af ​​jordskælvet i 1906

Ved matematisk at modellere bevægelserne af et lokomotiv, der væltede fra sporene nord for San Francisco under byens berygtede jordskælv i 1906, forskere har beregnet en nedre grænse for jordskælvets jordbevægelse på stedet for det tippede tog.

Deres rapport i journalen Seismologiske forskningsbreve konkluderer, at jordrysten svarede til mindst et "alvorligt" niveau, der kunne vælte tunge møbler, kollapse skorstene og forårsage betydelige strukturelle skader. Retningen og styrken af ​​jordens bevægelser er i overensstemmelse med simuleringer af jordrystelser for jordskælvet i 1906 fra en undersøgelse fra 2008, sagde Swetha Veeraraghavan og kolleger.

Seismologer stoler på disse jordbevægelsessimuleringer, fordi de nærmeste jordbevægelsesregistreringer af den historiske begivenhed kom fra en station beliggende 35 kilometer (21,7 miles) væk fra San Andreas-forkastningen, som gik i stykker under jordskælvet. Simuleringerne hjælper videnskabsmænd med at bestemme, hvilken slags jordbevægelse der kan være sandsynlig under fremtidige store jordskælv i regionen.

Data hentet fra det usædvanlige tilfælde af det væltede tog, sagde Veeraraghavan, kan bruges til at teste resultaterne af højtydende computersimuleringer af 1906-skælvet og mulige fremtidige jordskælv. "Med den begrænsede tilgængelighed af jordbevægelsesrekorder for store jordskælv, disse øjenvidneobservationer bliver kritiske datapunkter, der giver troværdighed til disse store jordskælvssimuleringer, " hun sagde.

Toget var nær Point Reyes-stationen nord for San Francisco, stoppet på et sidespor for at tanke brændstof, da den tog sin historiske tumle. Et øjenvidne til begivenheden sagde, at konduktøren lige var klatret tilbage i lokomotivet:

"da toget gav et stort sus mod øst, efterfulgt af en anden mod vest, som kastede hele toget på siden. Den forbløffede dirigent faldt af, da den gik over, og ved synet af de faldende skorstene og knækkende enker på stationen, han forstod, at det var Temblor."

Veeraraghavan og kolleger brugte øjenvidneberetningen, et foto af det væltede tog taget af togets brandmand og information om togets størrelse og design (tilnærmelsesvis det som en rektangulær blok) for at guide deres modellering af de jordbevægelser, der ville have været nødvendige for at toget kunne falde i vejen at det gjorde.

Ud fra denne analyse, forskerne beregnede to mål for jordrystning - peak ground acceleration (PGA) og peak ground speed (PGV) - for at bestemme den minimale jordrystelse, der er nødvendig for at vælte toget. Deres resultater for disse to mål svarer til en score på VIII (alvorlig) på den modificerede Mercalli-intensitetsskala.

Det er ikke første gang, at seismologer har forsøgt at udtrække jordbevægelsesdata fra det væltede tog. Thomas Heaton fra Caltech, en af ​​medforfatterne på det aktuelle papir, var en del af et team, der offentliggjorde en lignende analyse i Bulletin fra Seismological Society of America i 1999. Den nye undersøgelse forbedrer disse resultater ved at overveje potentielle lodrette såvel som horisontale jordbevægelser hentet fra 140 verdensomspændende jordskælvsregistreringer i sin analyse.

Forskerne sammenlignede jordbevægelserne beregnet ud fra deres togmodel med tre forskellige simuleringer af jordskælvet i 1906 fra en undersøgelse fra 2008, konkluderede, at hvert af disse simulerede jordskælv kunne forårsage alvorlige nok rystelser til at vælte toget.

Resultaterne tyder på, at store jordskælvssimuleringer for regionen "er realistiske, " sagde Veeraraghavan. "Sådan rystning kan resultere i betydelig skade på en række ikke-duktile strukturer i Bay Area, herunder visse typer høje bygninger."

Øjenvidneberetningen om toget, der slingrer mod øst og derefter mod vest, før det vælter, antyder, at hypocenteret i 1906 sandsynligvis er syd for Point Reyes, måske ud for San Francisco og San Juan Bautista, som andre har beregnet, skriver forfatterne.