什么是地震？

地震是地壳内累积的应力突然释放，导致地面震动。当随着时间的推移而积累的压力最终超过岩石的强度时，就会发生破裂，通常沿着称为断层的薄弱面发生。随着断层破裂，积聚的能量被释放，在岩石中产生波动力，即地震波。一些断层会使地表移位，而另一些断层则隐藏在地下。

地震的强度差异很大。大多数灾难规模很小，难以察觉，几乎可以在世界任何地方发生。较大震级的地震发生频率较低，但可能影响数千平方英里的区域，造成灾难性的后果，如建筑物倒塌、山体滑坡、供水中断、天然气和电线破裂引发大面积火灾，更不用说基础设施遭到破坏和当地经济几乎完全瘫痪。损失可能高达数百亿美元。

地震的严重程度可以用震级或强度来衡量。震级是地震释放的能量的大小。强度是一种主观衡量标准，描述地震对特定地点的人员和建筑物的影响。

地震震级的计算方法有多种。最为人熟知的可能是查尔斯·里希特 (Charles Richter) 于1935开发的“里氏震级”。尽管里氏地震震级估算方法已不再流行，但较新的公式仍然保留了我们熟悉的里氏地震报告方法：一个从0 . 0到10 . 0的无量纲数字。目前，矩震级（MMS）是美国地质调查局使用的主要报告方法。MMS 是释放能量的定量对数测量，每个单位对应波幅增加十倍。低于3至5级的地震一般无法在地面感受到，但可以通过称为地震仪的灵敏仪器探测到。有震感的地震范围为3 . 5至5 . 5 ，但结构损坏较小；超过6 . 0 ，伤害急剧增加。

地震的感知强度是使用修改后的麦加利地震强度表来衡量的，该强度表基于定性描述，例如财产损失的类型和程度，以及地下水和地表水流量的变化。里氏震级使用阿拉伯数字，而麦加利地震等级通常使用罗马数字来表示，其中 I 代表难以察觉的事件，XII 代表彻底的毁灭。麦加利地震等级是衡量地震对特定地点影响的标准，它不仅取决于地震的强度（震级），还取决于地震震中的距离以及观测点的当地地质情况。因此，给定事件只有一个震级，但有多个强度值，并且强度值往往随着与震中的距离而减小。

软土上的地震强度比坚硬岩石上的地震强度要大得多。对于松散的物质，震动会增加浅层地下水的压力，从而使沙子和淤泥沉积物流动起来，这一过程称为液化。结果，地面位移增加了四到五倍。随着液化土地强度的降低，建筑物会下沉或倒塌，地下公用设施管道也会破裂。液化最容易发生在排水不良的松散、饱和颗粒土壤中，通常是沿着洪泛平原发现的全新世（少于10 、 000年）冲积沉积物，或其他堆积了厚而未固结的沙子和淤泥沉积物的地区。填海造地区域往往容易发生土地液化，这是1989洛马普里塔地震期间旧金山滨海区遭到破坏的主要原因。

其他局部因素可能会放大传入的地震波。随着波长“调整”到山脊之间的距离，山脉和山脊可能会使地面振动增强两到三倍。瀑布线附近的海岸平原是一块楔形的软沉积物，形成羽毛状边缘，覆盖在坚硬的基岩上，这种情况集中了地震波的破坏力。弗吉尼亚州的许多高层建筑都位于瀑布线沿线。

 

发生地震时我该怎么办？

弗吉尼亚州记录到的大多数地震震级为4 . 5或更低，相关损失也较小（地基裂缝、烟囱倒塌等）。然而，由于现代发展，如果弗吉尼亚州发生震级为6 . 0或更大的地震，后果可能会很严重。里士满、夏洛茨维尔、彼得斯堡和林奇堡位于弗吉尼亚州中部地震带的边缘或内部。最糟糕的情况包括桥梁和高层建筑倒塌、水库决口引发洪水、大面积电气火灾和天然气管道爆炸，以及北安娜核电站可能受损。由于水管破裂阻碍了火灾的扑灭，交通系统中断延误了重伤人员的撤离，损失进一步加剧。

尽管未来可能发生破坏性地震，但很少有专门针对本地区的工程研究或应急计划。对史前地震留下的地貌进行研究（称为古地震学），可以揭示未来的许多情况。通过进一步研究Virginia地震的地质控制，1) 提高损失的可预测性和特征，2) 划定Richmond等城市地区易受地震影响的底层，以及在全州范围内设置关键的应急响应设施，可以极大地减轻破坏性事件的影响。一般的房主保险不包括地震造成的损失。

 

弗吉尼亚州发生过哪些地震？

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大多数地震发生在应力最大的板块边界上。与西海岸不同，东海岸位于板块中心附近，处于地质学家所说的被动边缘。这并不是说弗吉尼亚州不会发生地震，而是说弗吉尼亚州的地震与加利福尼亚州的地震有很大不同。西海岸的地震可能非常浅，并且经常会破坏地表，而在弗吉尼亚州，地震通常发生在三到十五英里的深度，并且并不总是能够将特定的地震与特定的断层联系起来。总体而言，东海岸的地震能量比西海岸的要小，但由于基底岩石的连贯性（想想混凝土板与砖砌露台），它们在更远的地方都能感受到。在弗吉尼亚州，受影响的面积可能比美国西部发生类似规模事件的面积大十倍。

美国东南部地震工程中心前主任詹姆斯·马丁二世表示：“最近的地震学研究表明，阿巴拉契亚山南部高地有可能发生比过去更强烈的地震。但现在这些活动将在人口更加密集的地区举行。”他认为“我们正面临着大规模破坏性地震的重大威胁。”马丁继续说，东部地区发生地震的频率不如西海岸地区高，因为两地的构造应变率不同，而且我们地区“往往会在长时间的平静期后发生大地震”。还有一个区别。“这里的地壳更坚固，”弗吉尼亚理工大学地震观测站站长马丁·查普曼解释道。“因此，从地震震中移动的冲击波不会像加州地震那样损失那么多能量。与类似的地震袭击加利福尼亚州相比，当东南部发生震级为7 . 0地震时，地震波影响的区域更大，并且在更远的距离上造成更大的破坏。

除少数例外，弗吉尼亚州的地震活动总体上震级较低但持续。弗吉尼亚州有记录的第一次地震发生在彼得斯堡附近的1774 ，此后又发生了许多次地震，包括发生在1897的估计震级5 . 5 (VII) 的地震，震中位于吉尔斯县皮尔斯堡附近。一位在皮尔斯堡的罗阿诺克律师说，在距离该地近五十英里的地方，他几乎看不到一座完好的烟囱。他认为，如果吉尔斯的建筑物大部分都是砖砌的，那么损失将会非常大，并且会造成严重的人员伤亡。弗吉尼亚州有记录以来最大的地震发生在 8 月23 、 2011的路易莎县，震级为5 。 8 (VII)。整个东海岸有数百万人感受到了地震，弗吉尼亚州中部、华盛顿特区和马里兰州南部受到了轻度至中度的破坏。自1977以来，已探测到超过195次地震源自弗吉尼亚州地下。其中至少有二十九次地震规模大到足以在地球表面感受到。平均每年发生约六次地震，其中一次可感觉到。

了解有关弗吉尼亚州发生的大地震的更多信息。

八月的23 ， 2011地震5 。 8弗吉尼亚州矿物地震

8 月23日2011星期二美国东部夏令时间下午1点51分，弗吉尼亚州发生了有史以来破坏力最强的地震。据美国地质调查局称，地震震中位于弗吉尼亚州中部路易莎县米纳勒尔镇附近。约有150 , 000人通过美国地质调查局地震灾害计划“你感觉到了吗？”网站报告感受到了地震。整个美国东部和加拿大都有震感，这可能是美国历史上受震感最强的一次地震。

科学家已确定 Mw 5 . 8地震实际上是由三个子事件组成的复杂地震。断层始于地下约四英里处，并向上向东北方向延伸。这次断裂发生在一条此前未知的断层上，现在被命名为鹌鹑断层，但并未破坏地表。地震破裂向东北方向发展可能解释了这样一个事实：与震中其他方向的震动相比，华盛顿特区东北方向的地面运动要强烈得多。

美国地质调查局报告称，8 月23 2011发生的地震是美国历史上震感最强的地震。

八月23 , 2011地震震中位置及地球表面断层位置图。
2011地震发生在没有地表表现的断层上。

地震发生后，我们的地质和矿产资源计划 (GMR) 和美国地质调查局的地质学家立即聚集在一起，记录该地区的强度测量值。GMR 根据收集到的数据创建了损伤强度图（如下）。震中地区的一些房屋地基被推倒，烟囱倒塌，外墙、内墙和框架遭到破坏。2011地震造成的总损失至少达到300万美元。弗吉尼亚州中部有 8 个县被列入联邦政府宣布的灾区；仅路易莎县就收到了近1 、 500居民的损失报告。地震发生后，路易莎县整个学校系统关闭了数周，其中两所学校受损严重，无法修复。

5 . 8 M 的损伤区域强度图地震（点击图片查看完整尺寸线条）

 

八月23 、 2011弗吉尼亚州地震麦加利强度解读（点击图片查看全尺寸线条）

弗吉尼亚州的地震带

弗吉尼亚州过去的地震活动集中在三个主要区域：弗吉尼亚中部地震带 (CVSZ)、吉尔斯县地震带 (GCSZ) 和田纳西州东部地震带 (ETSZ)。CVSZ 位于詹姆斯河沿岸的中部皮埃蒙特地区，包括弗卢万纳县、古奇兰县、坎伯兰县、波瓦坦县、路易莎县、阿尔伯马尔县、白金汉县、汉诺威县和切斯特菲尔德县，以及里士满市和夏洛茨维尔市。GCSZ 位于吉尔斯县新河谷沿岸，向西南延伸，包括普拉斯基县、布兰德县、怀斯县、蒙哥马利县、格雷森县和卡罗尔县的部分地区。ETSZ 从阿拉巴马州北部和佐治亚州向北延伸至田纳西州东部，并包括李县弗吉尼亚州西南部的一小部分。尽管这三个地震带是弗吉尼亚州地震事件最集中的区域，但弗吉尼亚州所有地区都应被视为易受地震影响的区域，因为整个州过去都经历过地震活动。

这张地图显示了弗吉尼亚州已知地震震中的位置。
田纳西州东部地震带以绿色显示，吉尔斯县地震带以蓝色
显示，弗吉尼亚州中部地震带以粉色显示。

弗吉尼亚州地震的具体机制尚不清楚。皮埃蒙特是随着地质年代的推移逐渐形成的，其中布满了无数不同年代的断层。残余应力有时可能会导致这些断层重新活跃，但模式尚不清楚。吉尔斯县地震带可能与纳罗斯断层、索尔特维尔断层和/或霍尔斯顿谷断层的延伸有关，或者三者均有关联。这些断层走向田纳西州东部，这是美国大陆地震最活跃的地区之一

2011 5 . 8 M 的震中矿物地震位于弗吉尼亚州中部地震带内。该地区存在几处已知断层：乔帕瓦姆西克断层、湖滨断层和斯波特瑟尔韦尼亚断层。这些都是古老的断层，与大约200万年前关闭又重新打开大西洋的板块构造事件有关。尽管这些断层相当古老且被认为是不活跃的，但偶尔仍会发生地震。

弗吉尼亚州中部地震带内的地质结构，弗吉尼亚州能源部

 

地质与矿产资源出版物66是对弗吉尼亚州中部州际公路64沿线地震剖面线的解释。该出版物有助于展示弗吉尼亚州中部地震带的断层结构。地质学家对下图的解读表明，在逆掩断层中存在多个扇贝断层。使用双向旅行时间，红色小边界框显示的是沿5 . 8 M 级地震走向西南方向3 . 5英里处的拟议位置。

沿 I- 64穿过弗吉尼亚州中部地震带的2 -D 地震线解释（出版物66 ）（单击图像可查看全尺寸线）

 

地震监测与测绘

弗吉尼亚理工大学地震观测站(VTSO) 是东海岸中部地震活动数据的主要来源之一。1963年，作为全球计划的一部分，布莱克斯堡安装了地震仪。1977年，又有几台地震仪被安置在弗吉尼亚联邦，由弗吉尼亚地质和矿产资源部操作。VTSO 与地震研究和信息中心 (CERI)和美国国家地震网络一起，为美国东南部的地震危险评估做出贡献，并编制了美国东南部地震目录。

点击此链接可以查看东南部活跃地震台站列表并查看实时数据。

2014年，地质与矿产资源计划获得了联邦紧急事务管理局 (FEMA) 的一项为期3年的资助，用于识别和绘制弗吉尼亚州地震活跃地区（包括弗吉尼亚州中部和吉尔斯县地震带）的断层图。该项目于2017完成。交付成果包括断层和地震位置的 ArcGIS 地理数据库、弗吉尼亚州地震历史报告（出版物185 ）、一般地震危险评估以及规划人员和应急管理人员的宣传材料。

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