Цивилизация
Недавнее разрушительное землетрясение на Гаити и неожиданно последовавшие за ним мощные повторные толчки лишний раз показали, что сейсмологов все еще отделяет от понимания процесса формирования землетрясений и их прогнозирования длинный научный путь. Как выяснилось, даже одна из самых активно изучаемых сейсмически активных зон ― разлом Сан-Андреас в Калифорнии ― может преподносить научные сюрпризы.
Группа сейсмологов из Университета Аризоны и Ирвайна занималась изучением плато Каррицо ― части разлома Сан-Андреас в 160 км к северу от Лос-Анджелеса. Именно в этой части разлома в 1857 году произошло разрушительное землетрясение Форт-Техон.
Детальные исследования разлома показали, что его новая история формировалась в основном за счет небольших, но довольно частых хаотичных сдвигов земной поверхности. Ранее предполагалось, наоборот, что сдвиги были достаточно сильными, но редкими и сохраняли общее направление. Работа сейсмологов опубликована в Science.
Для изучения поведения разлома ученые использовали высокоточные данные системы ЛИДАР (LiDAR, Light Detection and Ranging). Эта технология получения и обработки информации об удалённых объектах с помощью активных оптических систем, использующих явления отражения света и его рассеивания в прозрачных и полупрозрачных средах, позволяет получать снимки земной поверхности с разрешением в десять раз выше, чем обычно. Такие точные «фото» позволяют сейсмологам следить за движениями разлома и его изгибами.
Вторая часть исследования ― восстановление истории сейсмической активности в области разлома ― проводилась с помощью топографических «свидетелей» этих событий. Элементы рельефа земной поверхности, например русла рек, менялись с изменением земной поверхности. Особенно интересны русла, пересекающие разлом под большим углом.
Если изначально они были прямыми, то при изгибе разлома их «сталкивало» вдоль него, и траектория русла также изгибалась.
Изучение направления течения рек на плато Каррицо показало, что их форма напрямую связана с крупными землетрясениями в этой области разлома Сан-Андреас. Ученые подчеркивают, что такой «виртуальный» подход к изучению динамики земной поверхности не призван заменить обычные сейсмологические измерения, но вполне способен качественно дополнить их данные.
Это исследование дополняет работа по изучение геологии русл засохших рек разлома на плато Каррицо. Комбинирование данных систем ЛИДАР и радиоуглеродной датировки засохших донных отложений позволило опровергнуть устоявшееся мнение о динамике разлома Сан-Андреас.
Традиционно считалось, что во время всех землетрясений разлом скользил одинаково, лишь увеличивая сдвиг от раза к разу. Однако на самом деле манера и направление скольжения являются индивидуальными для каждого подземного толчка.
Это открытие отбросило сейсмологов на шаг назад в вопросе прогнозирования поведения разлома Сан-Андреас. В предположении о постоянстве его движения крылась идея об успешном прогнозировании землетрясений с помощью анализа статистики прошлых лет. Но, так как разлом движется практически хаотично, использовать его динамику для каких-либо предсказаний не получится.
Первоначально считалось, что землетрясение 1857 года ― последнее крупное геологическое событие юга Сан-Андреаса ― вызвало подвижку разлома на 9―10 м. Однако геологические исследования показали, что сдвиг был вполовину меньше. Скольжение в результате нескольких предыдущих землетрясений было и того меньше. За последние 500 лет разлом вообще ни разу не сдвигался на 9 м ― максимальный сдвиг составил 5―6 м.
Таким образом, поведение разлома оказалось менее предсказуемым, а вероятность землетрясений в его области ― более высокой. Утешительным является лишь то, что подземные толчки, доминировавшие в истории разлома, являются не очень сильными и куда более слабыми, чем ранее предполагалось.