С помощью математического моделирования движения локомотива, который рухнул с путей к северу от Сан-Франциско во время печально известного городского землетрясения 1906 года, исследователи рассчитали нижний предел движения грунта при землетрясении в месте опрокинутого поезда.
В их отчете в журнале Seismological Research Letters делается вывод о том, что сотрясение земли было эквивалентно как минимум «сильному» уровню, который мог опрокинуть тяжелую мебель, обрушить дымоходы и нанести значительный структурный ущерб. По словам Светы Вирарагхаван и ее коллег, направление и сила колебаний грунта согласуются с моделированием сотрясения грунта при землетрясении 1906 года из исследования 2008 года.
Сейсмологи полагаются на эти модели движения грунта, потому что ближайшие записи движения грунта об историческом событии были получены со станции, расположенной в 35 километрах (21,7 мили) от разлома Сан-Андреас, который разорвался во время землетрясения. Моделирование помогает ученым определить, какое движение грунта может быть вероятным во время будущих крупных землетрясений в этом регионе.
Данные, полученные в результате необычного случая опрокинутого поезда, сказал Вирарагхаван, могут быть использованы для проверки результатов высокопроизводительного компьютерного моделирования землетрясения 1906 года и возможных будущих землетрясений. «Учитывая ограниченную доступность записей о движении грунта для крупных землетрясений, эти наблюдения очевидцев становятся критически важными точками данных, которые придают достоверность этим симуляциям крупных землетрясений», - сказала она.
Поезд находился недалеко от станции Пойнт-Рейес к северу от Сан-Франциско, остановился на запасном пути для дозаправки, когда совершил историческое падение. Очевидец происшествия сказал, что кондуктор только что забрался обратно в локомотив:
", когда поезд сильно накренился на восток, а затем еще один на запад, в результате чего весь поезд упал на бок. трубы и ломающиеся вдовы станции, он понял, что это Темблор."
Вирарагхаван и его коллеги использовали свидетельство очевидца, фотографию опрокинутого поезда, сделанную пожарным поезда, и информацию о размере и конструкции поезда (приближенного к прямоугольному блоку) для моделирования движения грунта. это было необходимо для того, чтобы поезд упал так, как он упал.
На основании этого анализа исследователи рассчитали два показателя сотрясения грунта - пиковое ускорение грунта (PGA) и пиковую скорость грунта (PGV) - чтобы определить минимальное сотрясение грунта, необходимое для опрокидывания поезда. Их результаты по этим двум показателям эквивалентны баллу VIII (тяжелая) по модифицированной шкале интенсивности Меркалли.
Это не первая попытка сейсмологов извлечь данные о движении грунта из опрокинутого поезда. Томас Хитон из Калифорнийского технологического института, один из соавторов текущей статьи, был частью группы, опубликовавшей аналогичный анализ в Бюллетене сейсмологического общества Америки в 1999 году. Новое исследование улучшает эти выводы, рассматривая потенциальную вертикаль как а также горизонтальные движения грунта, полученные в результате анализа 140 записей землетрясений по всему миру.
Исследователи сравнили колебания грунта, рассчитанные на основе их модели поезда, с тремя различными симуляциями землетрясения 1906 года из исследования 2008 года, и пришли к выводу, что каждое из этих смоделированных землетрясений могло вызвать достаточно сильную тряску, чтобы опрокинуть поезд.
Выводы показывают, что модели сильного землетрясения для региона «реалистичны», сказал Вирарагхаван. «Такая тряска может привести к значительному повреждению различных непластичных конструкций в районе залива, включая некоторые типы высотных зданий».
Рассказ очевидца о том, что поезд качнулся на восток, а затем на запад, прежде чем рухнуть, предполагает, что эпицентр 1906 года, вероятно, находился к югу от Пойнт-Рейес, возможно, у берегов Сан-Франциско и Сан-Хуан-Баутиста, как подсчитали другие, пишут авторы..