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我们的教师

太浩海啸

机械工程教授克里斯克里斯多福帮助我们勾勒出太浩湖生命中惊心动魄的一天。

地质学家告诉我们,很久很久以前,太浩湖西岸的一大块土地在一次巨大的山体滑坡中塌陷入水中。海水的反应是,在一系列滑坡海啸中,高溅到周围的海岸上。一项重要的新研究发表在杂志上岩石圈为这个故事增添了许多新细节,描绘了湖周围和下面的巨大特征。它将这一可怕事件发生的时间与人类第一次访问它的时间接近。

太浩湖今天是一个宁静的山地度假胜地,但它的地质历史却漫长而猛烈。它的存在是由于地壳在内华达州的构造拉伸,从加州的内华达山脉一直延伸到犹他州的盐湖城,形成了大型盆地。太浩盆地已经存在了大约300万年,在此期间,它经历了火山活动的爆发和无数次大地震。

灾难的证据:太浩湖中心的数字高程模型显示了麦金尼湾(左)和跨越整个湖的滑坡沉积物。来自美国地质调查局的数据

40年前,第一次对太浩湖的声纳探测显示,在湖西岸的中心,咬形的麦金尼湾是一个非常大的滑坡留下的伤疤,那个滑坡的巨大碎片,长达一公里,散布在湖底。1998年的另一次声纳调查以惊人的细节揭示了滑坡。从那时起,在资金允许的情况下,地质学家们将安装在潜艇上的摄像机送入湖中,采集了沉积物的核心样本。他们还在海岸和山坡上行走,绘制灾难留下的痕迹。

这篇新论文发表在八月刊上岩石圈,由资深研究员詹姆斯·g·摩尔、理查德·施韦克特和克里斯克里斯多福,将新旧证据组合成那个惊心动魄的日子的场景。他们的大部分论文代表了在太浩海啸问题上取得的重大进展。

滑坡是由西海岸大断层的运动使岩石变得不稳定造成的。这次滑坡可能是由该断层上的地震引发的,将大约12.5立方公里的岩石和沉积物送入湖中,在那里它将相应数量的水推出,形成巨大的海啸,高约100米。大部分湖水在太浩市的出水口奔涌而下,冲入特拉基河(Truckee River)。如今,房屋大小的巨石散落在河的河床上,下游远至内华达州边境的威尔第(Verdi)。

其余的水被冲到湖的周围,作者称之为“巨大的飞溅”。由于山体滑坡,水不仅已经非常浑浊,而且还冲走了更多的沉积物,把风景拖到光秃秃的岩石上。作者估计,这个湖可能被遗留下来了10米,因为湖的大部分都被大约在这个深度的新鲜沉积物所包围。在之后的几天里,湖水会来回晃动,而且肯定会引发更多的山体滑坡。沉积物阶地可能是在几周的时间里形成的。

静水中的涟漪:格兰布鲁克(上)和洛根浅滩沉积物波浪通道系统表面的巨大波纹标记。来自美国地质调查局的数据

反过来,这些全新的梯田很快开始因自身的重量而坍塌,形成高密度的“浑浊流”,沿着湖床的斜坡向下滚动,在沿途挖出通道。作者绘制了湖周围15个水下通道的地图,这些通道从梯田一直延伸到大约500米深的湖底。在河道的底部,泥石流沉淀成厚厚的沉积物,就在今天的地方。河道和围堰上有巨大的波纹,从一个浪头到另一个浪头长达400米。左边是两个通道和胶圈的综合体,正对着滑梯。

作者说,这个湖多年来一定是泥泞的,湖岸一定是不毛之地。所有的泥浆逐渐覆盖了整个湖床,使山体滑坡相关的特征看起来比实际年龄要古老得多。陆地上的地图还描绘出一层厚达2米的干净沙子,分布在太浩湖南端的平原上,这是该地区被大浪冲刷的迹象。在陆地上进行的更多探测工作帮助作者将大滑坡和大滑坡的时间缩小到21000年到12000年之间的某个时间。所有这些证据都符合一幅可怕的地质混乱图景。

这样的东西在世界其他地方也能找到,但不是在太浩湖这样显眼的地方。作者得出结论,“在一个封闭的湖盆中发生的这一一次性事件提供了一个基准,可以与在海洋中产生类似特征的过程进行比较。”他们还警告说,麦金尼湾两侧的地面是由相同的物质组成的,可能会导致类似的事件。这还不到麦金尼湾滑梯的一半大小,但已经足够可怕了。

安德鲁·奥尔登是KQED科学频道的撰稿人。