רעידות האדמה בניו מדריד (1811–1812)

בתחילת המאה ה-19, פקדו את אזור העיירה ניו מדריד (אנ'), מיזורי, ארצות הברית שלוש רעידות אדמה גדולות בתוך פחות מחודשיים: הראשונה ב-16 בדצמבר 1811, השנייה ב-23 בינואר 1812 והשלישית ב-7 בפברואר 1812. בהיעדר מכשירי מדידה בעת ההיא, גודל (מגניטודת) רעידות האדמה הללו הוערך במסגרת מחקר מאקרוסייסמי (אנ'), שמסתמך בעיקר על תעודות היסטוריות שעל פיהן מוערכת התפרושת המרחבית של העוצמה הסייסמית, ועל פיה גם גודל הרעידה. החוקרים שעסקו בחקר רעידות האדמה הללו העריכו את גודלן בלפחות 7.5 בסולם ריכטר, או בסולם המומנט. ג'ונסטון ושוייג מביאים ממצאים שלפחות שתיים מתוך השלוש היו בגודל של בערך 8 בסולם המומנט, ממצא שצ'ארלס ריכטר פרסם כבר ב־1958. רעידות אדמה אלו היו הגדולות ביותר שנרשמו בארצות הברית באזורים שממזרח להרי הרוקי, והעובדה שהתרחשו שלוש רעידות כה גדולות בפרק זמן של פחות מחודשיים, מהווה חריג בקנה מידה עולמי. בנוסף, הן רעידות האדמה הפנים יבשתיות. הגדולות ביותר שהתרחשו באמריקה הצפונית מאז יישובה על ידי האירופאים בסוף המאה ה-15. המחקר המעמיק והמקיף ביותר אודות התפרושת המרחבית של הנזקים שנגרמו ברעידות האדמה הללו, בוצע על ידי אוטו נוטלי (Otto Nuttli) ואשר פורסם בשנת 1973. הוא ניתח את רוב התעודות ההיסטוריות הראשוניות ובנות התקופה, אשר דיווחו על הנזקים, והעריך על פיהם את העוצמה הסייסמית ביישובים רבים שבכמה וכמה מדינות הגובלות עם אזור מוקדי רעידות האדמה הללו. הוא בחן את הדיווחים בנפרד לכל רעידת אדמה. הרעידה הראשונה הורגשה על פני שטח של כ-5 מיליון קילומטרים רבועים. זהו שטח הגדול פי 5 מהשטח שהורגשה בו רעידת האדמה הגדולה שהרסה את סן פרנסיסקו בשנת 1906, רעידת 1811, וגם אחיותיה הורגשו למרחוק, למשל: במונטריאול שבקנדה, בוושינגטון הבירה ובמדינות ניו אינגלנד שבצפון-מזרח ארצות הברית. האפיצנטר של רעידת 1811 היה כ־50 ק"מ מדרום לניו-מדריד, ליד העיירה קארותרסוויל (אנ') דהיום, מתחת לנהר המיסיסיפי. האפיצנטר של הרעידה השנייה שהתרחשה ב-23 ינואר 1812 היה באותה סביבה, והרעידה השלישית הייתה כ־50 ק"מ צפונה משם, ליד העיירה ניו-מדריד, גם כן מתחת לנהר המיסיסיפי. הרעידה הראשונה התרחשה בשעה 02:15, אור ליום 16 בדצמבר 1811. מצודה של הצבא ליד העיר ממפיס, טנסי דהיום (Fort Pickering), המרוחקת כ-150 ק"מ מהמוקד של הרעידה הראשונה נהרסה. העיירה ניו-מדריד נהרסה חלקית, ועיירה קטנה יותר ליד האפיצנטר, בשם "ליטל פריירי" (Little Prairie - לא ברור הקשר לסדרת הטלוויזיה לילדים "בית קטן בערבה") ננטשה על ידי יושביה עקב תופעות של התנזלות שם. גדות נהר המיסיסיפי קרסו באזור העיירה, ומפלים זמניים נוצרו עקב תופעות השבירה שהגיעו לפני השטח בנתיב זרימת המים. מי תהום עלו והציפו שטחים נרחבים משני צידי גדות הנהר, וכשהחלו להתנקז אליו, נוצר "סייש" (אנ') (פסאודו צונאמי באגמים או נהרות) שהתקדם במעלה הנהר. עצים נקרעו ממקומם על שורשיהם (ראו איור תחריט העץ), בעיר סנט לואיס, המרוחקת כ-270 ק"מ מהמוקד בתים רבים קרסו חלקית, כך גם בעיר בנאשוויל המרוחקת כ-300 ק"מ. ערים מפורסמות אחרות שניזוקו היו: סינסינטי שבמדינת אוהיו; נוקסוויל, טנסי; וצ'ארלסטון, קרוליינה הדרומית. הרעידה הראשונה הורגשה היטב ב-נורפוק וריצ'מונד שבווירג'יניה; בוושינגטון הבירה; בסוואנה, ג'ורג'יה; ניו אורלינס, לואיזיאנה; ובצ'ארלסטון, שבניו המפשייר הרחוקה. אין דיווחים על עוצמת ההרס והנזקים ממערב לאזור האפיצנטר, מכיוון שלעת ההיא טרם נוסדה התיישבות "אירופאית" שם, ואזור ניו-מדריד היה אזור ספר מערבי מובהק. העוצמה הסייסמית המקסימלית ברעידה זו הייתה בין X ל-XI לפי "סולם מרקאלי המותאם" שהדרגה המקסימלית בו היא XII. בשעה 08:15 התרחשה רעידה עוקבת (Aftershock) שמוערכת בהערכה מינימליסטית על ידי החוקרים הנ"ל ואחרים למגניטודה 7. אם ניקח בחשבון את חוק Bath, הרי שהרעידה של ה-16 בדצמבר 1811 הייתה במגניטודה של מעל 8, הנחה שלא עומדת בסתירה למופיע בפתיח לעיל, ומתבססת גם על הערכותיהם של ריכטר, וג'ונסטון ושוויג. הרעידה השנייה התרחשה בשעה 09:00, בבוקר ה-23 בינואר 1812. גודלה מוערך ל-7.8 בסולם ריכטר או המומנט. היא הורגשה היטב אפילו ביורק שליד טורונטו, קנדה, ובכל האזורים שנפגעו ברעידה הראשונה ובעוצמות דומות. הרעידה השלישית שהתרחשה שבועיים לאחר מכן, ב-7 בפברואר 1812 בשעה 03:45, מוערכת על פי אותם חוקרים למגניטודה 8. שתי הרעידות הללו הרסו לחלוטין את העיירות והכפרים שבסביבת ניו מדריד. זו האחרונה הייתה ממוקמת לפני הרעידות כ-8 מ' מעל גדת נהר המיסיסיפי, בעוד שלאחר שלוש הרעידות הייתה ממוקמת רק 4 מ' מעליו. מקורות התקופה, אליבא דהחוקרים האלה, מציינים, שהרעידה השלישית הייתה החמורה מבין השלוש, אך מוסיפים שכמעט ולא היה ניתן להעריך ערכי עוצמה סייסמית מרעידה זו, מכיוון שרוב מקורות התקופה ציינו נזקים והרס שהצטברו בשלוש הרעידות, ואלו שיוחסו רק לרעידה השלישית, ייתכן ולא לקחו בחשבון ערעור יסודות המבנים בשתי הרעידות הקודמות. גם הרעידה הזו הורגשה היטב במקומות מרוחקים כמו העיר ניו יורק. וושינגטון הבירה, בולטימור, מרילנד ודרומה עד ניו אורלינס, לואיזיאנה. ג'ונסטון ושוויג (1996) העריכו במחקרם המאקרוסייסמי שהרעידה הראשונה, יחד עם הרעידה העוקבת הגדולה שהתרחשה כמה שעות לאחר מכן, שחררו כ-50 אחוז מהאנרגיה האלסטית שהצטברה בקרום כדור הארץ באזור הסייסמוגני של ניו מדריד, עדיה. הרעידה השנייה שחררה כ-16 אחוז ממנה, והשלישית את היתרה. בדרך כלל, לא כל האנרגיה הזו משתחררת ברעידה העיקרית, וחלקה משתחרר במהלך הרעידות העוקבות שמתרחשות במשך זמן רב אחריה - לעיתים אף שנים אחריה. על כך ראו בפרק המשנה העוסק ברעידות העוקבות להלן. באשר לסייסמולוגיה עכשווית, הרי שבין השנים 1971 (החל מחודש יוני) ל-2011 (עד חודש יולי), נקלטו על המבנה המתואר בפרק "סטרוקטורה" להלן, כ-4,000 רעידות אדמה: רובם בגדלים שמתחת לסף החישה של בני אדם, ומיעוטם מעט מעל לסף זה. במהלך 4,500 השנים האחרונות התרחשו באזור הסייסמי של ניו מדריד כמה וכמה רעידות אדמה גדולות במגניטודות של בין 7 ל-8. רצף של רעידות אדמה זוהה לתקופה של 2350 לפני הספירה, 900 לספירה, ובשנת 1450 לספירה. שתי רעידות אדמה קטנות יותר, אך הרסניות, התרחשו באזור גם אחרי שנת 1812: אחת, ב-5 ינואר 1843 ליד העיר לפאנטו, ארקנסו (אנ') - כ-110 ק"מ דרומית מערבית לניו מדריד וגודלה הוערך ל-7.6; השנייה ב-31 באוקטובר 1895 ליד העיר צ'ארלסטון, מיזורי (אנ') - כ-35 ק"מ מצפון-מזרח לניו מדריד וגודלה הוערך ל־6.7. ההעתקים שעליהם התרחשו שלוש הרעידות הללו הם העתקי תזוזה אופקית בעלי הסטה ימנית. קשה להעריך את הממדים של אורך השברים שפעלו ברעידות אלה וכמויות ההסטה. זאת עקב העדר נתונים ממכשירים. ג'ונסטון ושוויג (1996) מקיימים דיון בעניין זה במחקרם, אך האפשרויות שהם מעלים רבות מלפרטן וכך גם הסתירות שעולות מכל אחת מהן, כפי שהם עצמם רמזו על כך בכותרת מחקרם. ברם, התאוריה המקובלת לפשרן של רעידות האדמה הללו היא תאוריית הבקע הכושל. המבנה הגאולוגי שקיים מתחת למשקעים של נהר המיסיסיפי באזור הסייסמי של ניו מדריד נקרא בשם "רילפוט ריפט" (Reelfoot Rift). מדובר, להערכת החוקרים, בשריד של תהליך טקטוניקת הלוחות שהתרחש לפני כ-750 מיליון שנה, כשיבשת העל רודיניה (המקבילה לפנגיאה של העידן האחרון) עברה את תהליך ההתנתקות הראשון שלה. מה שהפך ל"רילפוט-ריפט" היום, היה שלוחה אחת של צומת משולש, ש"נכשלה" בתהליך ההתנתקות. "כישלון" זה, עדיין הותיר אחריו מבנה גאולוגי צר וארוך (ראו איור משמאל), שמהווה מישור חולשה (צלקת) בקרום כדור הארץ, ושעליו מתרחשות רעידות אדמה, עקב מכניזם התנועה לאורך קווי השבר העתיקים, שממשיך להתקיים. פעילות זו הביאה להתרחשות רעידות אדמה גדולות מאוד במבנה הגאולוגי הזה, אך עם זמני חזרה ארוכים מאד. ככל שהרעידה העיקרית גדולה יותר, כך מספר הרעידות העוקבות גדול יותר, ומשך הזמן שבו הן מתרחשות ארוך יותר. כאמור לעיל, הרעידה העוקבת הראשונה בסדרת הרעידות העוקבות התרחשה כמה שעות לאחר הרעידה העיקרית של ה-16 בדצמבר 1811, בבוקרו של אותו יום. במשך אותו יום ולאחריו, התרחשו עוד 3 רעידות עוקבות בגודל של בין 6 ל-6.5. בסה"כ, רצף רעידות האדמה של דצמבר 1811 – פברואר 1812 מורכב מ-7 רעידות אדמה בגודל של 6 עד 7.5 לפחות, וייתכן ששתיים מהן, אלה של ינואר ופברואר 1812, מתקרבות אף למגניטודה 8. נוטלי (1973) דיווח במחקרו המוזכר לעיל על יותר מ-200 רעידות עוקבות בינוניות וגדולות בתקופה שבין 16 בדצמבר 1811 ל-15 במרץ 1812. עשר מתוכן היו גדולות מ-6, כמאה מהן היו בגודל שבין 5 ל-6 ו-89 מהן היו בערך בגודל 4, ועוד 1,800 רעידות עוקבות חלשות יותר, אך מעל לגודל 3 מכיוון שהורגשו על פני השטח. קשה מאוד לעקוב אחרי מספר הרעידות העוקבות שהתרחשו לאחר מכן. זאת מכיוון שהחל מחודש יוני אותה שנה, ואף לפני כן, עיתוני התקופה והמסמכים בארכיונים השונים, עסקו בעיקר במלחמת ארצות הברית-אנגליה ובמלחמת רוסיה–צרפת, ולא ניתנה ככל הנראה תשומת לב לאירועי הרעידות העוקבות באזור. מדיה וקבצים בנושא רעידות האדמה בניו מדריד בוויקישיתוף אביאל מגנזי, רעש אדמה מפתיע: "גם לאמריקנים אין הסבר", באתר ynet, 24 באוגוסט 2011 חוקרים: במרכז ארה"ב עדיין מורגשים רעשי משנה של רעידות אדמה שאירעו בתחילת המאה ה-19, באתר הארץ, 5 בנובמבר 2009 Ron Soodalter, The New Madrid Earthquakes of 1811-1812 Missouri Life Magazine, February 2018 (באנגלית) רעידות האדמה בניו מדריד, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) מחקר רעידות אדמה המתבסס על מקורות איכותניים שאינם מדידים, להבדיל ממחקר מיקרוסייסמי שמסתמך על נתונים ממכשירי מדידה (סייסמומטרים). רוב מכריע של רעידות האדמה הגדולות מתרחשות בגבולות שבין הלוחות הטקטוניים, וככל שמדובר ביבשות - בשוליהן. רעידות אלה התרחשו בפנים היבשת, וההשערות אודות הסיבה לכך נידונות בהמשך. לפני כן אין רקורד היסטורי, אם כי קיימים מחקרים פלאוסייסמיים על רעידות אדמה עתיקות יותר, על בסיס ניתוח הפרעות בשכבות סלע. המכון הגאולוגי האמריקאי (.U.S.G.S)בתמצית המחקרים על הרעידות הללו מציין שהשטח בו הורגשו היה בגודל פי 10 מהשטח שהושפע על ידי הרעידה הגדולה בסן-פרנסיסקו, ופי 2 או 3 מהשטח שהורגשה בו רעידת האדמה של "יום שישי הטוב" באלסקה, בשנת 1964 שהייתה במגניטודה 9.2. הסדרה ששמה המקורי באנגלית הוא "Little House on the Prairie" מתבססת על ספר בשם זה, המתאר את החיים במערב התיכון בתקופה זו. אחד מהחוקים האמפיריים העיקריים שנוסחו לתופעת הרעידות העוקבות: "הרעידה העוקבת המקסימלית תהיה קטנה פי 1.2 מהרעידה העיקרית". ריכטר, 1958, עמ' 69. אם התהליך לא היה נכשל, העמק שיצר הרילפוט ריפט היה נמתח, "הקרום" היה נקרע והיה נפתח אוקיינוס עוברי שמפריד בין 2 יבשות. ראו בתמצית המחקר על רצף רעידות האדמה הללו מטעם המכון הגאולוגי האמריקאי - ה-.U.S.G.S, אשר שימשה להכנת הסיכונים הסייסמיים מטעמו בשנת 2014. Elizabeth Rusch, The Great Midwest Earthquake of 1811, Smithsonian Magazine, December 2011 (באנגלית) Johnston, A. C., Schweig, E. S., 1996.The Enigma of the New Madrid Earthquakes of 1811–1812. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 24, pp. 339–384, להלן: ג'ונסטון ושוויג 1996. Charles F. Richter., 1958.Elementary Seismology. Freeman & Company, San Francisco & London, (Chapter 31) p.593. Nuttli, O., W., 1973.THE MISSISSIPPI VALLEY EARTHQUAKES OF 1811 AND 1812: INTENSITIES, GROUND MOTION AND MAGNITUDES. Bulletin of the Seismological Society of America. 63, pp. 227-248 Bolt, B.A.,Earthquakes, F&C, 1999, p. 6 ג'ונסון ושוויג 1996, פרק הסיכום (Cncluding Remarks and A Concluding Scenario). Nuttli, O., W., 1973. The Mississippi Valley Earthquakes of 1811 and 1812: Intensities, Ground Motion and Magnitudes. Bulletin of the Seismological Society of America. 63, Intensity Data Chapter Center for Earthquake Research and Information at University of Memphis: New Madrid Active Earth Monitor - Interactive Science Display Encyclopædia Britannica. Possible causes of the New Madrid earthquakes. New Madrid Seismic Zone Pollitz, F. F., Kellogg, L., Bürgmann, R., 2001.Sinking Mafic Body in a Reactivated Lower Crust: A Mechanism for Stress Concentration at the New Madrid Seismic Zone. Bulletin of the Seismological Society of America. 91, pp. 1882–1897.