1857年のフォート・テホン地震は、1月9日午前8時20分頃 (太平洋時間)にカリフォルニア州中部および南部で発生した。米国で記録された最大の地震の1つであり、モーメントマグニチュードは7.9と推定され、パークフィールドとライトウッドの間、サンアンドレアス断層の南部を約225マイル(350km)にわたって破壊した。 [6]
地震の震源地、つまり発生地点はパークフィールド近郊でしたが、最も被害が大きかった場所がフォート・テホンだったため、この地震はフォート・テホン地震と呼ばれています。フォート・テホンは、サンアンドレアス断層とガーロック断層の合流点のすぐ北に位置し、テハチャピ山脈、サン・エミグディオ山脈、シエラ・ペロナ山脈が交わる地点です。
この地震は、サンアンドレアス断層のその区間で発生した最近の大規模な地震であり、テハチャピ山脈のフォート・テホン付近、およびサンアンドレアス断層沿いのサンエミグディオ山脈のミル・ポトレロ(パインマウンテンクラブ付近)からシエラ・ペロナ山脈のレイク・ヒューズにかけて、修正メルカリ震度階級(MMI)で最大震度IX(激震)と推定されている。地震の影響に関する報告は、本震の発生時刻や、午前中に複数の場所で発生した前震を含め、大きく異なっていた。
1857年の地震は、北米プレートと太平洋プレートの間のトランスフォーム境界に沿った変位の大部分を吸収する構造であるサンアンドレアス断層の南部約350キロメートル(220マイル)を破壊しました。太平洋プレートは、北米プレートのシエラネバダ・グレートバレーブロックに対して年間約38ミリメートル(1.5インチ)の速度で北に移動しています。 [ 7 ]破壊したさまざまなセクションに沿った変位速度は、パークフィールド、チョラム、カリゾ、ビッグベンドセクションに沿って年間34ミリメートル(1.3インチ) 、モハベ北部とモハベ南部セクションに沿って年間27ミリメートル(1.1インチ)と29ミリメートル(1.1インチ)です。 [ 8 ]古地震学の研究では、サンアンドレアス断層のこの部分で過去3,000年間に多くの先史時代の地震があった証拠が見つかっています。[ 9 ]
この地震はサンアンドレアス断層南部のかなりの部分で断裂したが、全長にわたって断裂したわけではなかった。南カリフォルニア地震センター所長のトーマス・H・ジョーダンは、おそらくカホン峠付近で滑りが止まったのは、その部分の断層にかかる地殻応力が数十年前の1812年のライトウッド地震で解放されていたためだろうと述べた。[ 10 ]断層に沿った平均滑りは4.5メートル(15フィート)で、サンルイスオビスポ郡南東部のカリゾ平原地域では最大6メートル(20フィート)のずれが記録された。[ 11 ] [ 12 ]マグニチュード7.9と推定されるこの地震は、南カリフォルニアで最後に発生した「大地震」である。ソルトン湖のボンベイビーチ付近で終わるサンアンドレアス断層の最南端部分は、1680年に最後に断裂した。[ 2 ]
地表断層は、一般的に認められている滑り長さの範囲を超えて広がっていた可能性がある。研究者たちは、地割れに関する一次および二次的な証言を記録したが、それは既存の地溝の地形だけではなく、最近の地表断層であると理解されていた。断裂帯の最北端では、地表の亀裂はチョラムの北80キロメートル(50マイル)までサンベニト郡まで広がっていた。南端では、人口密集地は断層にそれほど近くなく、初期の観察者は、おそらくフォートテホンとエリザベス湖の間の断層の範囲に限定されていたと思われる。そこは、当時主要な内陸南北ルートであったストックトン-ロサンゼルス道路に近かったからである。 [ 13 ]
エリザベス湖の南で根こそぎ倒れた木々や移動した木の証拠は、3本のジェフリーマツの真下を走るモグラ道(「連結した圧縮ロールと小さな衝上断層を伴う雁行状の主要なリーデル剪断の配列」)[ 14 ]に沿った地表断層を示している。調査した3本の木のうち2本は下端が傾いていたが、上部は比較的傾いていなかった。年輪年代測定により、これらの木は1857年より10年と25年前に生えたこと、また、年輪が傾いた方向の側で2倍の厚さに成長し始めたことが確認された。これは、木の傾きに対する補償としてよく見られる現象である。地震学者のケリー・シーは、断層の滑りとそれに伴う地盤の擾乱がモグラ道とそれに続く木の傾きの原因であると判断した。[ 13 ]

この出来事に関する様々な報告によると、本震の1時間から9時間前に前震があったことが示されており、 [ 15 ]これらの震動の(不確実な)分布に基づいて、断層破壊の開始(震源)は、北西約97キロメートル(60マイル)のパークフィールドとチョラムの間の地域であったと想定されている。[ 16 ]
カリフォルニアの歴史におけるこの時期の標準的な時刻管理の欠如は、前震発生時刻の不正確な報告の一因となった。1857年には現地太陽時が使用されており、サンフランシスコは商業やその他の活動の中心地であったため、最も正確な時刻が管理されていた場所であった。標準時は1880年代まで採用されず、太平洋標準時帯は西経120度子午線に合わせられた。現地時間の差は大きく、サンフランシスコは西経122.43度、サンディエゴは西経117.10度であり、両者の差は約22分(1度あたり4分)であった。[ 17 ]少なくとも1人の人物は、2つの異なる新聞に話した際に、前震発生時刻が30分も異なっていたと報告している。[ 18 ]
主震の 1 時間前、2 時間前、4 時間前に感じられた揺れについては、目撃者の報告が最も多く、これらは後に夜明け前、夜明け、日の出の揺れと名付けられた。夜明け前の揺れは、サンフランシスコ (MMI II – III)、サンノゼ (MMI IV)、サンタクルーズ(MMI IV) の住民を揺るがした。夜明けの揺れは、これらの地域に加えてフォートテホンと、おそらくカリゾ平原でも感じられた。日の出の揺れは、サンフランシスコ (MMI III)、モントレー(MMI IV)、ビサリア(MMI II – III) で感じられた。サクラメントとロサンゼルスでは、これらの出来事は報告されなかった。[ 19 ]
20世紀半ばに発生したいくつかの地震は、夜明けと日の出の地震と同様の体感報告があり、シーは綿密な調査の結果、両方の地震はカリフォルニア州中央部の沿岸地域、おそらくポイント・コンセプションとモントレーの間で発生したと推測している。また、その期間中、マグニチュード5未満のカリフォルニア州中央部の地震で、2つの前震ほど体感範囲が広いものはなかったが、マグニチュード6を超える地震では「やや広い」体感範囲があったため、前震はマグニチュード5から6の間であった可能性が最も高いと言える。[ 20 ]
パークフィールド地震は、 1857年から1966年の間に非常に規則的な間隔(20年から30年)で発生しました。[ 21 ]シーはこれらの地震のうち4つ(1901年、1922年、1934年、1966年)を研究し、夜明け前震の発生源の南東境界を決定するのに役立つことを発見しました。その地震の体感報告の範囲と強度は、パークフィールドの地震とよく似ています。[ 20 ]パークフィールドの4つの地震のうち、夜明け前震よりも南東で感じられなかったのは1つだけだったので、シーは、サンアンドレアス断層が地震の発生源であれば、パークフィールドからチョラムまでの断層が夜明けの体感強度を生み出したと考えるのが妥当であると結論付けました。[ 22 ]ただし、サンアンドレアス断層は夜明けの地震の唯一の発生源ではありません。例えば、1952年11月22日に発生したマグニチュード6のブライソン地震は、体感報告と「ほぼ一致」している。[ 23 ]この地震はサンアンドレアス断層の西、ナシミエント断層で発生した可能性があるが、体感報告が最も大きかったのはサンアンドレアス断層の南西約56キロメートル(35マイル)のリンコナダ断層沿いであった。
フォート・テホンのアドベ造りの建物のほとんどがひどく損傷し、数人が負傷した。フォート・テホンから南東のエリザベス湖(サンアンドレアス断層上に形成された陥没池)までの20マイルの区間でも、さらに多くの建物が破壊された。サンディエゴ郡とサンタバーバラ郡では、小川や泉に乱れが見られ、カーン川、カーン湖、ロサンゼルス川はすべて氾濫した。さらに北のサンタクララ郡では、井戸水の流れに影響が出た。プエブロ・デ・ロス・アンヘレス付近とオックスナード平原では、湿地の液状化による地割れが観察され、ロサンゼルス川、サンタアナ川、サンタクララ川付近では地割れが報告された。[ 1 ]
当時、カリフォルニア州中部と南部は人口密度が低く、これが地震による被害を抑えるのに役立ったと考えられるが、人が少なかったため、震度推定に利用できる視点の数も少なかった。サンフランシスコ、ストックトン、ロサンゼルスなど人口密度が最も高い地域では、地震の影響に関する十分な情報が得られ、震度を最も正確に推定することができた。ロサンゼルスのダウンタウンでは、体感震度が最大VIで、家屋や建物にひびが入ったものの、大きな被害は報告されていない。ベンチュラ(MM VII)では、サン・ブエナベンチュラ伝道所の屋根が崩落し、鐘楼が損傷した。さらに北では、古いアドベ造りのサンタクルーズ伝道所の礼拝堂の正面壁が崩落した。報告された2人の死者のうち1人は、近くのゴーマンでアドベ造りの家屋が倒壊して死亡した女性で、ロサンゼルス地域では高齢の男性が地震で倒れて死亡した可能性がある。[ 16 ] [ 24 ] [ 25 ]
本震の後、少なくとも 3.75 年間にわたって一連の余震が続いたが、この規模の地震としては予想されるよりも大きな余震の総数は少なかった。 4 つの最大の余震はすべてマグニチュードが 6 以上であったが、利用可能なデータ ポイントの数が限られているため、位置とマグニチュードの両方に大きな不確実性がある。 1 月 9 日の夜には、推定マグニチュードが約 6.25 の大きな余震があり、震源はガーロック断層付近であった可能性がある。 最大の余震は 1 月 16 日の午後に発生し、推定マグニチュードは約 6.7 で、沖合の位置であった可能性があり[ 26 ]、南カリフォルニアのコミュニティでは高い震度が感じられた。サンタバーバラとサンバーナーディーノでは MM 震度が V と報告され、ロサンゼルスでは V と VI が報告された。[ 17 ] 1858年12月15日~16日にサンバーナーディーノ地域で2つの大きな地震が発生し、後者のマグニチュードは約6と推定された。最後に記録された大きな余震は1860年4月16日に発生し、マグニチュードは約6.3と推定され、震源はサンアンドレアス断層のパークフィールドセクション付近であった。[ 26 ]
科学者や公共サービス関係者は、南カリフォルニアで再び非常に大きな地震が発生する可能性と、どのような種類と規模の被害が生じる可能性があるかについて推測している。1857年に断層が破断した部分は休止期に入っており、このことから、そのゾーンでの将来の滑りは、1857年型の非常に大きな地震の後に再び不活動期が続くという特徴を持つ可能性があるという提案が生まれている。[ 27 ]フレイジャーパーク、パームデール、ライトウッドのコミュニティはすべてサンアンドレアス断層のすぐ近くに位置しているが、同様の地震が再び発生した場合、ロサンゼルス地域の大部分は、破断地域からさらに遠く離れていても影響を受ける可能性がある。カリフォルニア工科大学の土木工学および地球物理学の助教授であるスワミナサン・クリシュナン氏は、パークフィールドからライトウッドにかけて同様の破断が再び発生した場合、ロサンゼルス地域に深刻な影響があり、サンフェルナンドバレーは特に大きな被害を受けるだろうと述べた。[ 28 ]
ロサンゼルス水道とカリフォルニア水道は、ロサンゼルス大都市圏に水を供給する主要な送水インフラシステムの2つであり、どちらもフォート・テホン地震の主な被害地域であるテハチャピ山脈とシエラ・ペロナ山脈にあるサンアンドレアス断層を横断している。