2010 年 10 月 4 日星期一早上,在一个小 密歇根州上半岛梅诺米尼镇以北的地区。以下 一天,一名当地居民回到一棵正在被拆除的倒下的树的地点 寻找木柴,发现地面上有一条大裂缝。此功能已被举报 当地官员联系了足球比赛结果和新闻媒体。
10 月 9 日星期日,地质系主任 Wayne Pennington 博士 和采矿工程与科学,参观了现场(图1和图2)。的 以下是观察报告和初步结论。
功能描述
根据 GPS 测量,裂缝(图 3)长 361 英尺,大约两英尺 英尺宽,最大五英尺深。裂缝位于粘土中,表面覆盖着一层 表土层,最多几英寸。根据附近井的记录,我们知道 粘土下面是石灰岩,深度约 10 至 20 英尺,一些松散或 在地表可以观察到不规则的石灰石碎片。裂缝已经分开 树木从根部脱落,在某些情况下,小树干会裂开,因为有些 根向单向生长,其他向相反方向生长(图 4)。
观察到树木急剧倾斜远离裂缝(图 5)。最强 距离裂缝最近的树木表现出倾斜,大约 13.5°,距离裂缝更远的树木表现出倾斜 来自裂纹以较小角度倾斜。
裂缝位于一座小而长的山脊的顶部,长度超过 360 英尺, 最大高度略多于 5 英尺,宽度大约为 30 英尺 在其长度的中间。山脊与裂缝同时出现, 假定特征具有相同的原因。
当地居民惊讶地发现原本平坦的山脊 并较早持平;树木以垂直于地面的方式倾斜 山脊,确认山脊是一个新特征(图 6)。
裂缝和山脊向北偏东 140° 方向延伸,大致呈东南-西北方向。 本区地表总体坡度东南略下坡 方向,脊和裂缝的东南终点位于 沼泽地区,而西北终点站位于地势相对较低的空地上, 大约 20 英尺,在一些房屋所在的地势较高的土地与县之间 路。大部分裂缝和山脊位于树木繁茂的地区,缓慢地倾斜到沼泽地 或沼泽(图 7)。
一棵双树,从一个根球长出两个树干,已经倒下了几棵树 强风过后几天,伴随着巨大噪音的大约一周或十天 裂纹和脊的形成。这棵树距离树大约25英尺 裂缝靠近上坡,西北,尽头。两根树干向相反的方向倒下, 并已被打捞就地当柴火。事实上,是记录该信息的人 第一个发现裂缝和山脊的倒下的树。根球现在暴露了, 看起来太大而无法装回原来的洞中(图 8);目前还不清楚 如果这种外观是真实的并且与裂缝和脊的形成有关, 或者只是巧合。
暂定解释
裂缝本身是新景观的一个显着且明显的特征,但它 不是真正提供信息的特征;该所有权由形成于 同时。树木的山脊和倾斜表明了水的来源 干扰埋藏在较浅的深度——30英尺宽的山脊可能有一个 源头深度不超过 30 英尺。如果变形源非常严重 狭窄,深度约为30英尺;如果源较宽,则深度为 可能更浅。粘土层不太可能是变形本身的根源。 裂缝暴露了至少五英尺深的粘土层,并且粘土未成型 可以观察到的整个深度(图 9)。
造成脊和裂缝的变形肯定是在上层 直接位于粘土下面的石灰岩。在这个位置,石灰岩的顶部 根据附近水井的记录,显然深度为 20 至 30 英尺。
最初提出的一个模型是石灰岩中的小逆冲断层导致 上覆粘土层的隆起(图10)。然而,该模型需要 缩短几英尺会导致可见的隆起,这是不合理的,因为:
- 这样的运动会导致非常大的地震,并且
- 断层将比观察到的 361 英尺长得多。
斯坦福大学的 Norm Sleep 博士首先向我们提出了一个非常合理的模型: 由于侧向应力,粘土下方的石灰岩经历了“弹出”。 该模型令人满意地解释了观察到的特征,但仍然存在一些问题 关于这些侧向应力的来源和事件发生的时间。
弹出模型
在观察到的大多数弹出窗口的情况下,石灰石一直位于额外的 石灰岩或冰层、采石场或冰川退缩都会导致 将岩石固定到位的覆盖重量的突然释放。石灰岩层 在地质学上很长一段时间以来,一直受到覆盖层的影响,并且这个重量 受到岩石中的应力的支撑:因为岩石不能通过扩散而变形 横向向外,当每块岩石相互推挤时,岩石中存在水平应力 它的邻居,支撑负载。当该负载被移除时,许多横向 应力可能仍然存在,在地质时期被“锁定”在岩石中;在 在某些采石场的情况下,邻近的岩石仍然有上覆岩层的重量 它们的顶部,由此产生的侧向应力可能很大。因为新曝光的 层不再受到上面的限制,任何小的不稳定都可能引发向上 层的屈曲,迅速加速,导致突然的噪音和 相当剧烈的岩石隆起(图11)。
世界各地的许多采石场都存在弹出式窗口,这些采石场的岩石是裸露的。他们是 在地质记录中也得到了认可,它们被埋在较新的沉积物下, 通常可以用大陆冰川退缩导致的卸载来解释 大约一万年前。 “弹出”一词的另一种用法可以指更大的构造规模 结构;这不是这里的意思。
我们目前不知道人类观察到的其他弹出窗口示例 不是采石作业的结果;这可能是第一个已知的案例 自然原因造成的当代快闪店。
尽管缺乏其他现代例子,我们假设 Menominee 破解 是山脊正下方石灰岩突然弹出的结果。石灰岩猛烈地 向上弯曲,使最上面的岩层和上面的粘土层隆起,导致 在山脊上(图12)。裂纹只是一个表面特征,是由 表面粘土向上弯曲时的拉伸,就像粘土中形成的裂缝一样 当面团发酵时放在一条面包的顶部。
此功能和弹出解释有两个值得注意的方面:
- 没有证据表明最近移除了可能已卸载的覆盖层 石灰石并触发了引发弹出的屈曲。
- 据我们所知,这是第一个现代、自然(不是由于采石)的例子 人类观察清楚地记录了弹出窗口。
很可能是其他以前无法解释的类似地震的声音和 感觉是由于类似的事件造成的,但相关的山脊和裂缝 从未被观察到或报道过。
是地震吗?
我们选择识别当地居民经历过的声音和震动 作为地震的证据,因为该事件符合技术定义——突然发生 岩体的运动导致地震能量通过地球释放。 该事件太小,无法用地震仪记录,因为地震仪都没有运行 在附近地区,但居民的观察清楚地表明 释放的地震能量和山脊的形成证实了声音 起源于岩石运动。因此,这次事件可以被标记为地震, 尽管非常小,但震级约为 1 或 2。这种分类意味着 这可以被认为是上层地区第一次有明确记录的地震 众所周知,与地下矿井塌方无关的半岛 例如,1900 年代初期的霍顿/汉考克地区。这次地震, 然而,与自然构造的通常概念几乎没有任何共同之处 地震,发生在断层上并由深深扎根的大应力引起 在地壳内。
这对未来意味着什么?
山脊下方的石灰岩已经释放了应力,并且非常坚硬 不太可能经历另一次类似的事件。当前山脊以外的区域 东南和西北方向的裂纹可能承受的应力为 类似于导致梅诺米尼裂缝的那些,并且可以想象,可能面临风险 对于类似的事件。但因为我们目前不明白是什么触发了这个 事件,我们不知道这些区域是否会发生另一个触发因素。
该地区并未面临更大的压力,从而导致未来规模更大 地震。导致这一事件的应力位于最上面的几个 数十英尺,无论未知的触发因素如何,都会导致大地震 来自地球数英里深处的压力。




