Судя по всему, сейсмическая активность нашей планеты растет. Ежедневно приходят сообщения из разных регионов Земли о новых землетрясениях, сильных и не очень. Только в 8 крупнейших мегаполисах, построенных в сейсмоопасных зонах, население превысило 161 миллион человек, а сколько еще живет в небольших городах и сельской местности? Неудивительно, что тема сейсмоактивности так актуальна, и ученые всего мира проводят многочисленные исследования, посвященные прогнозу или смягчению последствий землетрясений. Сегодняшний обзор как раз и посвящен новым исследованиям в этих областях.
В первом случае группа ученых из Университета Макгилла в Канаде под руководством Ребекки Харрингтон (Rebecca Harrington) изучала распределение трения вдоль разлома Сан-Андреас в Калифорнии, США. Работы проходили на участке разлома между городами Чалом и Паркфилд. Целью исследований было понять, как и где трение вдоль разлома изменяется при зарождении как неглубоких, так и более глубинных низкочастотных землетрясений (LEF). В своей статье, опубликованной в конце января 2016 года в Bulletin of the Seismological Society of America (BSSA) (http://www.bssaonline.org/content/early/2016/01/22/0120150171.abstract?sid=318d9162-6db0-4927-9fbb-f0523c814074), ученые указывают, что глубина границы между этими типами землетрясений вдоль разлома Сан-Андреас меняется, но грубо следует очертаниям глубинной зоны коры с температурой, колеблющейся около 350°C. При этом существует загадочный 5-километровый интервал сейсмической тишины между самыми глубокими землетрясениями и самыми неглубокими LEF
Смещение вдоль разлома Сан-Андреас происходит либо через асейсмичное сползание, либо в результате землетрясения в неглубоких частях разлома (глубиной до 15 км), но в то же время на глубине около 35 км оно принимает форму стабильного скольжения. В переходной зоне между этими двумя глубинами (там, где и происходят LEF) растут температура и давление, породы становятся меньше подвержены раскалыванию, и больше деформации изгиба и текучести.
Для того, чтобы лучше понять взаимоотношения между неглубокими землетрясениями и LEF, Ребекка Харрингтон и ее коллеги размещали временную сеть из 13 сейсмостанций. Наблюдения помогли точнее определить места 34 землетрясений и 34 LEF, произошедших в 2010–2011 годах и сделать вывод о том, что глубина на которой происходит переход от землетрясения к LEF меняется вдоль простирания разлома. Эти изменения могут быть вызваны различиями в типах пород, присутствием флюидов или другими факторами, влияющими на прочностные свойства пород. Сейчас ученые собирают новые данные о различных типах LEF и загадочном интервале, чтобы понять реален ли он.
В другом исследовании, опубликованном также в конце января, но в журнале Science (http://science.sciencemag.org/content/351/6272/488.editor-summary) сейсмологи из Японии и США пытались понять, может ли медленное соскальзывание вдоль надвигов помочь в прогнозе сильных землетрясений. Они исследовали разлом длиной больше 1 000 км у северо-восточного побережья Японии, вызвавший в 2011 году разрушительное землетрясение Тохоку.
Ученые просмотрели записи сейсмических измерений землетрясений магнитудой больше 2,5 за 28 лет, всего таких сейсмособытий оказалось 6 126. Анализ этих данных показал, что землетрясения большей силы (магнитудой не меньше 5), возникают, когда происходит периодическое ускорение медленного сдвига. Медленный сдвиг обусловлен либо слабостью районов вдоль надвига, либо тем, что крылья надвига разомкнуты. Но внутри таких районов могут встречаться отдельные зоны большей прочности, либо крылья приходят в тесное соприкосновение. Такие участки сопротивляются медленному сдвигу вокруг них, и в конце концов накопленное напряжение высвобождается в виде землетрясения.
Американские соавторы статьи проводили похожие исследования 12 лет назад на разломе Сан-Андреас, и пришли к сходным выводам. Теперь они считают, что можно говорить об определенной закономерности, которая позволит делать более точные временные прогнозы землетрясений. Причем, по их мнению, эту методику можно применить не только к меганадвигам, но и к другим сейсмоопасным разломам.
Последняя работа из сегодняшнего обзора посвящена изучению распространения землетрясений вдоль надвигов. Международная группа ученых в начале февраля 2016 года опубликовала в журнале Nature Geoscience (http://earthsciences.ucr.edu/docs/nissen_etal_2016_ngeo_harnai_earthquake_doublet.pdf) статью, о том, что землетрясения вдоль надвигов могут распространяться в 10 раз дальше, чем считалось ранее, образуя своеобразные «сейсмические дуплеты» или двойные землетрясения. К такому выводу они пришли после изучения землетрясения 1997 года в Пакистане магнитудой 7,1; оказалось, что за первым ударом в неглубоком слепом взбросе всего через 19 сек последовал второй, произошедший в несвязанном с первым взбросе, отстоящим на 50 км. Магнитуда первого события составляла 7,0, а второго — 6,8. Сдвиг на втором разломе увеличил сейсмический момент почти на половину, и удвоил как общую длительность события, так и площадь максимального сотрясения земли. Ученые назвали эти два землетрясения частями «главного удара» (mainshock), в противоположность афтершоку для второго, так как они произошли очень близко и во временном, и в пространственном отношении.
Исследователи изучили спутниковые радарные изображения, точные места зарождения землетрясений, провели моделирование и составили обратную проекцию распространения сейсмического излучения для того, чтобы доказать: сейсмические волны первого «подсобытия» вызвали начало второго, «перепрыгнув» расстояние в 50 км. Ранее было известно, о том, что такое возможно только на расстоянии в 5 км.
Надо отметить, что и в этом случае ученые отмечают важность своего открытия для разлома Сан-Андреас, такое развитие события может увеличить площадь поражения в этом достаточно густо населенном регионе в разы. Они считают, что оно может помочь Геологической службе США уточнить сейсмический прогноз и меры, которые могут понадобиться для смягчения последствий возможного сильного землетрясения. Правда, один из авторов статьи Гарет Фаннинг (Gareth Funning), занимающийся этой темой уже 12 лет, отмечает, что вероятность такого развития достаточно мала, но это не означает, что оно невозможно вовсе.
К сожалению, точный временной прогноз землетрясений пока не доступен, но, надо надеяться, что мы все-таки когда-нибудь сможем их предсказывать достаточно точно.
Центр перспективного развития ВСЕГЕИ
Источники: http://www.bssaonline.org/content/early/2016/01/22/0120150171.abstract?sid=318d9162-6db0-4927-9fbb-f0523c814074,
http://www.seismosoc.org/news/ssa-press-releases/bssa-mapping-lfes-along-the-san-andreas-fault/,
http://science.sciencemag.org/content/351/6272/488.editor-summary,
http://news.berkeley.edu/2016/01/29/can-slow-creep-along-thrust-faults-help-forecast-megaquakes/,
http://earthsciences.ucr.edu/docs/nissen_etal_2016_ngeo_harnai_earthquake_doublet.pdf и http://ucrtoday.ucr.edu/34783
