For halvtreds år siden, et stort jordskælv ændrede seismologiens forløb i SoCal

San Fernando -skælvet i 1971 førte USGS og Caltech til at gå sammen, udvidelse af seismisk overvågning gennem regionen

9. februar er det 50 år siden det ødelæggende San Fernando jordskælv i 1971, der rystede Los Angeles. Størrelsen -6.6 temblor var det værste, regionen havde oplevet i årtier. Men ud af tragedien kom en periode med enorme fremskridt inden for jordskælvsvidenskab og også med at øge den offentlige sikkerhed under jordskælv i det sydlige Californien.

Bare sekunder efter kl. 06.00 den 9. februar, 1971, en 12-mile sektion af en undervurderet fejl langs San Gabriel-bjergene gled pludselig og dramatisk. Hele Los Angeles -regionen blev raslet, men rysten var særlig voldsom i det nordøstlige hjørne af San Fernando -dalen. Ved sin ende, to store hospitaler (herunder et, der bare var måneder gammelt) lå ødelagt, kraftledninger var faldet, gasledninger var eksploderet, motorvejsovergange var faldet sammen, og mange ældre bygninger blev beskadiget uden reparation. Til sidst, 65 mennesker mistede livet, mere end 2, 000 andre personer blev såret, og mere end 500 millioner dollars i ejendomsskader var tydelig.

Det kan være svært at forestille sig i dag, fordi god information er tilgængelig lige ved hånden efter ethvert jordskælv. Men den dag, netværket af seismometre, der overvåger jordrystelser i det sydlige Californien, var spæde, og forskere vidste meget lidt om, hvad der egentlig skete under et jordskælv.

"Folk var ikke engang begyndt at stille de vigtige spørgsmål om, hvordan jordskælv virkelig sker, "siger Thomas Heaton (Ph.D. '78), professor i ingeniørseismologi, emeritus, hos Caltech. "Jordskælvet i San Fernando i 1971 markerede en stor overgang inden for jordskælvsvidenskab, og Caltech var meget i spidsen i den overgang. "

Jordskælvet ramte i slutningen af ​​en periode med betydelig byudvidelse i Los Angeles, da regionens første høje bygninger for nylig var blevet opført. Et af kravene til at bygge så høje strukturer havde været at registrere de rystelser, de oplevede under jordskælv. Som resultat, jordskælvet i San Fernando var det første, der blev registreret godt af snesevis af nærliggende seismometre.

"Dette var første gang, vi virkelig fik et glimt af, hvordan rystelsen var omkring et større jordskælv, "forklarer Heaton." Det gav os mulighed for virkelig at begynde at forstå, hvordan jordskælvsprocessen var. "

Heaton har selv lavet computermodeller af, hvad der skete under skælvet i 1971 - af hvad der præcist skete langs fejlen. De modeller, der bedst passede til de faktiske optegnelser fra begivenheden, viste sig at være meget forskellige fra, hvad jordskælvsforskere ville have forventet på det tidspunkt. Til sidst blev disse bestræbelser, i kombination med arbejde med yderligere jordskælv, førte til en helt ny idé om jordskælvsfysik:jordskælv udspiller sig over tid, med fejl, der begynder at glide ét sted, hvor gliden bevæger sig udad og vandrer langs fejlen.

Der var også en ny erkendelse blandt videnskabsfolk efter jordskælvet i 1971, at stødet fejlede langs bjergkæderne nord for L.A. -regionen, såsom fejlene San Fernando og Sierra Madre, kunne producere jordskælv i stor størrelse. Fokus før San Fernando havde været på fejlene i San Andreas og Newport-Inglewood. Da jordskælvet i Northridge i 1994 skete og var næsten en tvilling til San Fernando -begivenheden, videnskabsfolk vidste meget mere om, hvad de kunne forvente.

Lige så vigtigt efter jordskælvet, Heaton siger, var den store fornemmelse blandt jordskælvsforskere og ingeniører, at overvågnings- og rapporteringssystemer skulle forbedres. Da San Fernando -jordskælvet ramte, det slog strøm til det meste af L.A. -regionen. I det mest hårdt beskadigede område i San Fernando -dalen, al kommunikation gik ned, så det var svært for beredskabspersonale at vide, hvor de skulle fokusere deres indsats. Seismologer blev også efterladt næsten blinde. Caltechs seismologiske laboratorium modtog normalt optegnelser over rystelser via telefonlinjerne, men de var også nede.

"Vores manglende evne til at reagere på det jordskælv havde virkelig en stærk indvirkning på mig og mange af mine kolleger for at forsøge at opbygge et system, der ville give oplysninger under nødsituationen for at hjælpe beredskabsledere med at vide, hvad de skal gøre, "siger Heaton.

Umiddelbart efter jordskælvet i 1971, U.S.Geological Survey (USGS), som havde været i drift i Bay Area, fik besked på at oprette en butik i det sydlige Californien. Trods alt, jordskælvet i San Fernando havde været langt landets mest skadelige jordskælv siden jordskælvet i San Francisco 1906.

Caltech tog imod USGS med åbne arme, og sammen, Caltech -forskere og USGS har sat mange systemer på plads for at afsløre, hvor rystelsen var under et jordskælv og dets styrke. Nu, disse systemer er så hurtige, at det sydlige Californien har et system til tidlig varsling af jordskælv, der kan advare om, at der ryster på vej.

"I de sidste 50 år har vi haft dette utroligt stærke forhold mellem USGS og Caltech, og det har gjort det muligt for de seismiske netværk i det sydlige Californien både at vokse sig større og mere naturligt udvikle sig til at omfatte de nyeste videnskabelige ideer, end de nogensinde ville have haft uden det, "siger Mike Gurnis, John E. og Hazel S. Smits professor i geofysik og direktør for Seismo Lab.

Et andet stort stykke af udviklingen efter jordskælvet i 1971 var oprettelsen af ​​den føderale regering i 1977 af et program med flere agenturer kaldet National Hazards Earthquake Reduction Program (NHERP).

"Det ville være svært at overvurdere betydningen af ​​NHERP for jordskælvsforskning, overvågning, og rapportering i det sydlige Californien, "siger Lucy Jones, en besøgsmedarbejder i geofysik hos Caltech, der tjente med USGS i mere end 30 år. "Det blev skabt som en del af resultatet af jordskælvet i 1971, og det er det vigtigste regeringsprogram, der siden da har finansieret jordskælvsarbejde, herunder det seismiske netværk på Caltech og USGS -kontoret i Pasadena. Det er også her, at finansieringen blev tilføjet for at medføre tidlig jordskælvsadvarsel. "

For offentligheden, måske de vigtigste resultater af San Fernando -begivenheden i 1971 var love og ændringer af bygningsregler, der blev indført for at gøre bygninger mere sikre under større jordskælv. Fordi skaden under jordskælvet havde været så frygtelig, en af ​​de første ændringer var vedtagelsen af ​​nye seismiske standarder for hospitaler.

Andre ændringer tog lidt længere tid. Under jordskælvet, San Fernando -fejlen kom faktisk til overfladen af ​​jorden og rev gennem folks huse. Forud for arrangementet var der ikke noget, der forhindrede bygherrer i at opføre boliger og virksomheder direkte oven på aktive fejllinjer.

Men som Jones bemærker, der er to typer skader forbundet med jordskælv. "Skaderne ved at ryste kan stoppes ved at bygge stærkere bygninger, "siger hun." Faren fra fejlen kan ikke stoppes, fordi fejlen i sig selv bevæger sig. "

Efter jordskælvet i 1971, Clarence Allen (MS '51, Ph.d. '54), den afdøde Caltech -geolog og geofysiker, tog til Sacramento og forklarede lovgiverne, at geologer ved, hvor de aktive fejl er, og at et jordskælv som San Fernando helt sikkert ville ske igen i Californien. I 1972, den californiske lovgiver vedtog Alquist-Priolo Earthquake Fault Zoning Act, hvilket forbyder at bygge på tværs af aktive fejl. "Det var virkelig på grund af Clarence, der brugte tiden og kræfterne på at hjælpe folk med at forstå, at geologi faktisk kunne fortælle dig, hvor dette skulle ske, at denne ændring blev foretaget, "siger Jones.

Det tog meget mere kamp og tid at få byen Los Angeles til at kræve en ændring, som seismologer identificerede som hårdt nødvendige efter jordskælvet i 1971:kravet om eftermontering af uarmerede murbygninger. Under jordskælvet, mange af disse uarmerede bygninger led skade, herunder tragiske kollaps på et hjemløs husly i Los Angeles centrum og på Veterans Administration Hospital i San Fernando, hvor 49 mennesker døde. I 1981, byen krævede, at omkring 10, 000 uforstærkede bygninger enten eftermonteret eller revet ned. I 1986, delstaten Californien vedtog en lov, der krævede, at alle jurisdiktioner katalogiserer uarmerede murbygninger og udvikler eftermonteringsprogrammer.

"I 1994, da Northridge jordskælvet skete, ingen døde i en uarmeret murbygning, "siger Jones, "hvilket er ret fantastisk, fordi det altid har været dér, hvor mennesker dør i jordskælv i Californien. Så jordskælvet i 1971 reddede bestemt liv i jordskælvet i 1994."