האזור הסייסמי של ניו מדריד

האזור הסייסמי של ניו מדריד (באנגלית: New Madrid seismic zone ובראשי תיבות NMSZ) המכונה לעיתים קו ההעתק של ניו מדריד, הוא אזור סייסמי גדול ומקור פורה לרעידות אדמה תוך-לוחיות בדרום ובמערב התיכון של ארצות הברית, המשתרע לכיוון דרום-מערב מניו מדריד, מיזורי. ניו מדריד הייתה מוקד רעידות האדמה (החזקות מאוד) של ניו מדריד בשנים 1811–1812. מערכת ההעתקים של ניו מדריד הייתה אחראית לרעידות האדמה של ניו מדריד בשנים 1811–1812 ויש לה פוטנציאל לייצר רעידות אדמה גדולות בעתיד. מאז 1812 נרשמו רעידות אדמה קטנות יותר, אך תכופות באזור.

רעידות אדמה המתרחשות באזור הסייסמי של ניו מדריד עלולות לאיים על חלקים משבע מדינות: אילינוי, מיזורי, ארקנסו, קנטקי, טנסי, ובמידה פחותה יותר מיסיסיפי ואינדיאנה.

 תפרושת מרחבית 
ממוזער|מיקומי רעידות אדמה במגניטודה 2.5 ומעלה באזורים הסייסמיים בעמק וואבאש (ימין למעלה) ובניו מדריד (שמאל למטה).
האזור הסייסמי שאורכו 240 ק"מ, המשתרע על פני חמש מדינות, משתרע דרומה מקהיר, אילינוי; דרך הייטי , קרוטרסוויל  וניו מדריד במיזורי; דרך בליית'וויל  ועד למארקד טרי  בארקנסו. הוא מכסה גם חלק ממערב טנסי ליד אגם רילפוט , ומשתרע דרום-מזרחית עד דיירסבורג . הוא נמצא דרום-מערבית לאזור הסייסמי של עמק וואבאש  (ראו מפת שני האזורים הסייסמיים משמאל).

 גאולוגיה 

ההעתקים האחראים לאזור ה-NMSZ ממוקמים במאפיין גאולוגי תת-קרקעי המכונה בקע רילפוט, אשר ככל הנראה נוצר בתקופה הקמברית. בקע רילפוט תואר לראשונה על ידי ארווין ומקגיניס (1975) ונחשב כמי שמקורו בסוף התקופה הפרה-קמברית. הבקע לא הצליח לפצל את יבשת צפון אמריקה, אך הוא נותר כבקע כושל.

חולשה יחסית זו חשובה, שכן היא תאפשר לכוחות דחיסה הקטנים יחסית ממזרח למערב, הקשורים לנדידה היבשתית המתמשכת מערבה של הלוח הצפון אמריקאי, להפעיל מחדש שברים ישנים סביב ניו מדריד, מה שהופך את האזור למועד באופן יוצא דופן לרעידות אדמה הרסניות, למרות היותו רחוק מגבול הלוח הטקטוני הקרוב ביותר.
ממוזער|חתך במבנה הגאולוגי של הבקע הכושל ב-"רילפוט-ריפט", עמוק מתחת למשקעי נהר המיסיסיפי.
מאחר שידוע כי בקעים עתיקים אחרים קיימים בצפון אמריקה, אך לא כולם קשורים לרעידות אדמה מודרניות, תהליכים אחרים עשויים לפעול כדי להגביר באופן מקומי את המאמץ המכני על העתקי ניו מדריד. הוצע כי צורה כלשהי של חימום בליתוספרה שמתחת לאזור, הופכת סלעים עמוקים לפלסטיים יותר, מה שירכז את המאמץ הדחוס באזור התת-קרקעי הרדוד יותר, שבו מתרחשת ההעתקה. התהליך שמתרחש שם הוא למעשה הפעלה מחדש של הבקע העתיק שכשל (בקע רילפוט).

 היסטוריה 
באזור אירעו ארבע מרעידות האדמה הגדולות ביותר בהיסטוריה המתועדת של צפון אמריקה עד התרחשותן, עם מגניטודת מומנט מוערכת של 7 ומעלה, כולן התרחשו בתקופה של 3 חודשים בין דצמבר 1811 לפברואר 1812. רבים מהדיווחים שפורסמו מתארים את ההשפעות המצטברות של כל רעידות האדמה, המכונה "רצף ניו מדריד", כך שזיהוי ההשפעות הספציפיות של כל רעידת אדמה קשה להערכה. הערכות מגניטודת הרעידות ומוקדן מבוססות על פרשנויות של דיווחים היסטוריים ועשויות להשתנות.

 רעידות אדמה פרהיסטוריות 
מכיוון שקצבי התרוממות קרקע הקשורים לרעידות אדמה גדולות בניו מדריד לא יכלו להתרחש ברציפות לאורך טווחי זמן גאולוגיים מבלי לשנות באופן דרמטי את הטופוגרפיה המקומית, מחקרים הגיעו למסקנה כי הפעילות הסייסמית שם לא יכלה להימשך יותר מ-64,000 שנה, מה שהופך את אזור הסייסמי של ניו מדריד למאפיין צעיר, או שרעידות אדמה והתרוממויות קרקע נלוות, נודדות סביב האזור לאורך זמן, או שבאזור ניו מדריד יש תקופות קצרות של פעילות, המשולבות בתקופות ארוכות של שקט.

מחקרים ארכאולוגיים מצאו, ממחקרים של  ואופקי קרקע, כי סדרות קודמות של רעידות אדמה גדולות מאוד התרחשו באזור ה-NMSZ בפרהיסטוריה המאוחרת. בהתבסס על ממצאים שנמצאו קבורים תחת משקעי מזרקות חול וממחקרי פחמן-14, נראה כי רעידות אדמה גדולות קודמות כמו אלו של 1811–1812 התרחשו בסביבות 1450 ו-900 לספירה, וכן בסביבות 300 לספירה. נמצאו גם עדויות לסדרה לכאורה של רעידות אדמה גדולות בסביבות 2350 לפנה"ס.

כ-80 קילומטרים דרומית-מערבית לאזור ה-NMSZ המוגדר כיום, אך קרוב מספיק כדי להיות קשור לבקע רילפוט, ליד מריאנה, ארקנסו , זוהו טנטטיבית שתי קבוצות של מאפייני התנזלות המעידים על רעידות אדמה גדולות ותוארכו לשנים 3500 ו-4800 לפני הספירה. מאפיינים אלה פורשו כנגרמות על ידי קבוצות של רעידות אדמה גדולות שהתרחשו בצמוד זה לזה.

מחקרי דנדרוכרונולוגיה שנערכו על עצי הברוש הקירח העתיקים ביותר שגדלו באגם רילפוט מצאו עדויות לסדרת רעה"א של 1811–1812 בצורת סדקים, ולאחר מכן צמיחה מהירה לאחר ההצפה שלהם, בעוד שגרעינים שנלקחו מעצי ברוש קירח עתיקים באזורי השקוע של סנט פרנסיס , הראו צמיחה איטית בחצי המאה שלאחר 1812. אלה פורשו כסימנים ברורים לסדרת רעידות האדמה של 1811–1812 בטבעות העצים. מכיוון שרישום טבעות העצים באגם רילפוט ובאזור השקוע של סנט פרנסיס נמשך עד 1682 ו-1321, בהתאמה, ואן ארסדייל ועמיתיו מפרשים את היעדר הסימנים הדומים במקומות אחרים בכרונולוגיה, כראיה נגד רעידות אדמה גדולות בניו מדריד בין אותן שנים ל-1811.

 רעידת האדמה של 25 דצמבר 1699 
התיעוד הכתוב הראשון הידוע של רעידת אדמה שהורגשה באזור NMSZ היה של מיסיונר צרפתי שנסע במעלה נהר המיסיסיפי עם קבוצת חוקרים. בשעה 13:00 ביום חג המולד 1699, באתר סמוך למיקום הנוכחי של ממפיס, הקבוצה נדהמה מהתרחשותה של רעידת אדמה קצרה.

 סדרת רעידות האדמה של השנים 1811 - 1812 

 ממוזער|רעידת האדמה הגדולה בניו מדריד, חיתוך עץ מהמאה ה-19 מתוך "המאה הראשונה שלנו" מאת דבנס (1877).16 בדצמבר 1811 שעה 2:15 לפנות בוקר שעון מקומי (0815 UTC) רעידת אדמה במגניטודה משוערת של 7.5, מוקד הרעש בצפון מזרח ארקנסו, כנראה בשבר קוטונווד גרוב. הוא גרם נזק קל בלבד למבנים מעשה ידי אדם, בעיקר בשל האוכלוסייה הדלילה באזור האפיצנטר. מיקומה העתידי של ממפיס, טנסי, הזדעזע בעוצמה סייסמית IX בסולם מרקאלי. סייש התפשט במעלה הנהר, ובקתה נהרסה על ידי התנזלות קרקע. התרוממות קרקע מקומית מצביעה על גלי מים שנעו במעלה הזרם, ונתנו לצופים את הרושם שנהר המיסיסיפי זורם אחורה. בניו מדריד, עצים נהרסו וגדות נהר קרסו. אירוע זה זעזע חלונות ורהיטים בוושינגטון הבירה, גרם לצלצול פעמונים בריצ'מונד, וירג'יניה, והשליך מי בארות והרעיד בתים בצ'ארלסטון, דרום קרוליינה, והפיל טיח מבתים בקולומביה, דרום קרוליינה. ב, אינדיאנה, רהיטים זזו, ובלבנון , אוהיו, תושבים נמלטו מבתיהם. עדים בהרקולנאום , מיזורי, כינו זאת "חמוּר" ואמרו כי הוא נמשך 10–12 דקות. רעידות עוקבות הורגשו כל 6–10 דקות, סך הכל 27 במספר, בניו מדריד עד למה שכונה "הלם אור היום", שהיה באותה עוצמה כמו הראשון. רבות מהן הורגשו גם ברחבי מזרח ארצות הברית, אם כי בעוצמה פחותה מזו של רעידת האדמה הראשונית.
 16 בדצמבר 1811 שעה 07:15 (13:15 UTC) המכונה לעיתים "הלם השחר" או "הלם אור היום", כאשר מוקד הרעש היה בצפון מזרח ארקנסו.
 23 בינואר 1812 שעה 09:15 (15:15 UTC) מגניטודה משוערת 7.3 לערך, ומוקד הרעש סביב ניו מדריד, אם כי זה שנוי במחלוקת. זו הייתה כנראה הרעידה הקטנה ביותר מבין שלושת הרעידות העיקריות, אך היא גרמה למעוותים נרחבים בקרקע, מפולות, סדקים וקריעה בגדות הנחל באזור המזוסייסמי של העוצמה הסייסמית המקסימלית. ג'ונסטון ושוויג מייחסים את רעידת האדמה הזו לקרע בהעתק הצפוני של ניו מדריד. נקודת מבט מיעוט גורסת שמוקד רעידת האדמה היה בדרום אילינוי. פאנל מומחים משנת 2011 קרא למחקר נוסף כדי להבהיר נקודה זו, וקבע כי השערת אילינוי פירושה שקיים קטע שבר מורחב, שאולי עדיין טעון, ומסוגל לגרום לרעידת אדמה גדולה בעתיד.
 7 בפברואר 1812 שעה 03:45 (09:45 UTC) מגניטודה משוערת 7.5 לערך, ומוקד הרעש ליד ניו מדריד, מיזורי. זה היה האירוע הגדול ביותר בסדרה, והוא הרס את העיר ניו מדריד. בסנט לואיס, מיזורי, בתים רבים ניזוקו קשות, וארובותיהם קרסו. נראה שהאירוע התרחש בהעתק רילפוט, קטע העתק הפוך שחוצה מתחת לנהר המיסיסיפי מדרום לחגורת קנטקי , וממשיך מזרחה כהתרוממות מחוז לייק. באירוע זה, התרוממות לאורך ההעתק יצרה מפלים זמניים בנהר המיסיסיפי, ויצרה גל שהתפשט במעלה הזרם (סייש), וגרמה להיווצרות אגם רילפוט על ידי סכירת נחלים.

 1812 - 1900 
מאות רעידות עוקבות מסדרת 1811–1812 התרחשו במשך מספר שנים. רעידות עוקבות חזקות מספיק כדי להיות מורגשות התרחשו עד 1817. רעידות האדמה הגדולות ביותר שהתרחשו מאז היו ב-4 בינואר 1843 וב-31 באוקטובר 1895, עם מגניטודה מוערכת של 6.3 ו-6.6, בהתאמה. מוקד האירוע של 1895 היה ליד צ'ארלסטון, מיזורי. רעידת האדמה פגעה כמעט בכל הבניינים בצ'ארלסטון, יצרה מזרקות חול ליד העיר, סָדַק פּיר בגשר הרכבת של קהיר  והפיל ארובות בסנט לואיס, מיזורי; ממפיס, טנסי; גדסדן , אלבמה; ואוונסוויל, אינדיאנה.
ממוזער|200px|מפה של יותר מ-4,000 רעידות אדמה באזור מאז 1974 ועד 2011.

 המאה ה-20 ואילך 
רעידת האדמה הגדולה ביותר באזור NMSZ במאה ה-20 הייתה במגניטודה 5.4 בסולם ריכטר ב-9 בנובמבר 1968 , ליד דייל , אילינוי. רעידת האדמה פגעה בבניין העירוני בהנדרסון , קנטקי, והורגשה ב-23 מדינות. תושבי בוסטון אמרו כי בנייניהם התנדנדו בזמן רעידת האדמה. זו הייתה רעידת האדמה הגדולה ביותר שתועדה שמוקדה היה באילינוי בהיסטוריה המתועדת של אותה מדינה. בשנת 2008, באזור הסייסמי הסמוך של עמק וואבאש, התרחשה רעידת אדמה דומה במגניטודה של 5.4, שמוקדה היה באילינוי, ליד ווסט סיילם  והעיר הר כרמל .

בשנת 1974 הותקנו מכשירים באזור וסביבתו כדי לנטר מקרוב פעילות סייסמית. מאז, ועד 2011 נרשמו יותר מ-4,000 רעידות אדמה, שרובן היו קטנות מכדי להיות מורגשות (ראו מפה משמאל). בממוצע, רעידת אדמה אחת בשנה\ גדולה מספיק כדי להיות מורגשת באזור.

 הסיכון הסייסמי 
ממוזער|מפת הסכנה הסייסמית ברחבי ארה"ב במונחים של אחוזי הסתברות שתאוצת קרקע הרסנית תתרחש ב-50 השנים הבאות. המפה מבוססת על ניתוח סיכונים סייסמיים הסתברותי (PSHA) של המכון הגיאולוגי של ארה"ב. לפי המפה אזור ניו מדריד דומה ברמת הסכנה לאזורים הסמוכים להעתק סאן אנדריאס שבקליפורניה.
הסיכון הסייסמי מורכב משילוב הסכנה הסייסמית המבוטאת באחוזי הסתברות להתרחשות תאוצות קרקע הרסניות באתרים נתונים, עם הפגיעות המבנים או פוטנציאל הנזק באותם אתרים. משמאל מפה המבטאת את הסכנה הסייסמית ברחבי ארצות הברית, לרבות האזור הסייסמי של ניו מדריד. ניתן לראות שהסכנה הסייסמית שם דומה לסכנה באתרים הסמוכים להעתק סן אנדריאס שבקליפורניה. מדובר ברמת סכנה גבוהה של הסתברות העולה על 32% בתקופה של 50 שנה. לשם השוואה, מפה דומה בישראל מציגה רמת הסתברות של 10% להתרחשות תאוצת קרקע הרסנית ב-50 שנה.

בדוח שהוגש בנובמבר 2008, הסוכנות הפדרלית לניהול חירום של ארצות הברית - FEMA הזהירה כי רעידת אדמה חמורה באזור ה-NMSZ עלולה לגרום ל"הפסדים הכלכליים הגבוהים ביותר עקב אסון טבע בארצות הברית", תוך חיזוי נזק "נרחב וקטסטרופלי" ברחבי אלבמה, ארקנסו, אילינוי, אינדיאנה, קנזס, קנטקי, מיסיסיפי, מיזורי, אוקלהומה, טקסס, ובמיוחד בטנסי, שם רעידת אדמה במגניטודה 7.7 תגרום נזק לעשרות אלפי מבנים המשפיעים על חלוקת המים, מערכות התחבורה ותשתיות חיוניות אחרות. רעידת האדמה צפויה לגרום לאלפים רבים של הרוגים, כאשר יותר מ-4,000 מההרוגים צפויים בממפיס לבדה.

הפוטנציאל להישנותן של רעידות אדמה גדולות והשפעותיהן על ערים צפופות אוכלוסין בתוך וסביב האזור הסייסמי' הוליד מחקרים רבים המוקדשים להבנת אזור ה-NMSZ. על ידי לימוד עדויות לרעידות אדמה מהעבר ומעקב צמוד אחר תנועת הקרקע ופעילות רעידות אדמה נוכחית, מדענים מנסים להבין את הסיבות להן ואת מרווחי ההישנות שלהן.

באוקטובר 2009, צוות שהורכב מחוקרים מאוניברסיטת אילינוי ומאוניברסיטת וירג'יניה טק בראשות עמר ס. אלנשאי, במימון הסוכנות הפדרלית לניהול חירום, בחן תרחיש שבו כל שלושת מקטעי השבר של ניו מדריד ייקרעו בו זמנית עם רעידת אדמה במגניטודה של 7.7 . הדוח מצא כי ייגרם נזק משמעותי בשמונה המדינות שנחקרו - אלבמה, ארקנסו, אילינוי, אינדיאנה, קנטקי, מיסיסיפי, מיזורי וטנסי - עם סבירות לנזק נוסף במדינות הרחוקות יותר מהאזור של ניו מדריד. טנסי, ארקנסו ומיזורי ייפגעו בצורה הקשה ביותר, וממפיס וסנט לואיס ייפגעו קשות. הדוח העריך 86,000 נפגעים, כולל 3,500 הרוגים, 715,000 מבנים שיינזקו ו-7.2 מיליון בני אדם יעקרו ממקומם, כאשר שני מיליון מהם יוותרו ללא קורת גג. ההפסדים הכלכליים הישירים, על פי הדוח, יסתכמו בלפחות 300 מיליארד דולר.

 אי ודאות לגבי פוטנציאל הישנות 
היעדר תנודת קרקע נראית לעין לאורך מערכת ההעתקים של ניו מדריד, מבלבל מדענים זה מכבר. בשנת 2009, שני מחקרים המבוססים על שמונה שנים של מדידות GPS הצביעו על כך שההעתקים נעו בקצב של לא יותר מ-0.2 מ"מ בממוצע בשנה. זאת בניגוד לקצב ההחלקה בשבר סן אנדריאס, שעומד בממוצע על 37 מ"מ בשנה ברחבי קליפורניה.

ב-13 במרץ 2009, קבוצת מחקר מאוניברסיטת נורת'ווסטרן ומאוניברסיטת פרדו, במימון ה-USGS, דיווחה ב-Science ובכתבי עת אחרים, כי מערכת ניו מדריד עשויה "להיסגר", וכי ייתכן שמצטבר לחץ טקטוני במקומות אחרים. סת' שטיין, ראש קבוצת המחקר, פרסם דעות אלה בספר, Disaster Deferred, בשנת 2008. אף על פי שחלק מהרעיונות הללו זכו לאישור מסוים בקרב חוקרים, הם לא התקבלו על ידי המועצה הלאומית לחיזוי רעידות אדמה, המייעצת ל-USGSMonastersky, R. Seth Stein, 2011. The Quake Killer. Nature 479, 166–170. https://doi.org/10.1038/479166a.. בגיליון Nature מ-5 בנובמבר 2009, אמרו חוקרים מאוניברסיטת נורת'ווסטרן ומאוניברסיטת מיזורי, כי בשל היעדר תנועה בהעתק, רעידות האדמה לאורכו עשויות להיות רק רעידות עוקבות של רעידות האדמה של 1811–1812Parsons, T., 2009. Lasting earthquake legacy. Nature 462, pp. 42–43 . https://doi.org/10.1038/462042a.

על פי ה-USGS, קיימת הסכמה רחבה כי האפשרות לרעידות אדמה גדולות באזור ניו מדריד עדיין מהווה דאגה, וכי נתוני ה-GPS אינם מספקים טיעון משכנע להפחתת הסיכונים הנתפסים לרעידות אדמה באזור. דאגה אחת היא שרעידות האדמה הקטנות שעדיין מתרחשות אינן פוחתות עם הזמן, כפי שהיה קורה אילו היו אלה רעידות עוקבות של אירועי 1811–1812. דאגה נוספת היא שהתיעוד הארכאולוגי בן 4,500 השנים של רעידות אדמה גדולות באזור, משמעותי יותר מ-10 שנים של מדידת מאמץ ישירה. ה-USGS פרסם דף מידע בשנת 2009, ובו הערכה על סיכוי של 7-10% לרעידת אדמה בניו מדריד במגניטודה דומה לאחת מרעידות האדמה של 1811–1812 בתוך 50 השנים הקרובות, וסיכוי של 25-40% לרעידת אדמה במגניטודה 6 באותו פרק זמן. ביולי 2014, ה-USGS הגדיל את הערכת הסיכונים לאזור ניו מדריד.
 קוריוז התחזית של אִיבְּן בראונינג משנת 1990 
החל מפברואר 1989, אבן בראונינג , שהכריז על עצמו כקלימטולוג, שטען כי ניבא את התפרצות הר סנט הלנס בשנת 1980 ואת רעידת האדמה לומה פריאטה בסן-פרנסיסקו ב-1989, טען להסתברות של 50% לרעידת אדמה במגניטודה 6.5 עד 7.5 באזור ניו מדריד במועד כלשהו בין 1 בדצמבר ל-5 בדצמבר 1990. נראה כי בראונינג ביסס תחזית זו על כוחות גאות ושפל חזקים במיוחד שצפויים בתקופה זו. עם זאת, סייסמולוגים מסכימים בדרך כלל, כי אין מתאם בין גאות ושפל לרעידות אדמה.

המכון הגאולוגי של ארצות הברית (USGS) ביקש הערכה של התחזית על ידי מועצה מייעצת של מדעני כדור הארץ, אשר הגיעה למסקנה כי "לתחזית אין תוקף מדעי". למרות היעדר התמיכה המדעית, תחזיתו של בראונינג דווחה בהרחבה בתקשורת הבינלאומית, ועוררה דאגה ציבורית. התקופה חלפה ללא פעילות רעידת אדמה משמעותית בניו מדריד, או לאורך קו ההעתק שאורכו 190 ק"מ.

קישורים חיצוניים

 ביאורים 

 הערות שוליים 

קטגוריה:ארצות הברית: רעידות אדמה
קטגוריה:מיזורי: היסטוריה
קטגוריה:רעידת אדמה
קטגוריה:אסונות טבע
קטגוריה:ניהול סיכונים
קטגוריה:סיכונים פיננסיים
קטגוריה:מחקר מאקרוסייסמי