Крошечные глины сдерживают крупные землетрясения

Разлом Сан-Андреас в Калифорнии известен тем, что неоднократно порождал крупные землетрясения и находится на грани следующего "большого" в густонаселенном районе. Однако у этого печально известного разлома есть и более спокойные участки, где породы легко скользят друг относительно друга, не вызывая разрушительных толчков. Относительно плавное движение, называемое ползучестью, происходит потому, что разлом создает собственные смазки — скользкие глины, образующие ультратонкие покрытия на обломках пород. Об этом сообщают геолог Бен ван дер Плуйм и его коллеги из Мичиганского университета и Института географии и геологии Университета Эрнста-Морица-Арндта (Германия) в июльском выпуске журнала Geology.

Вопрос о том, почему одни зоны разломов медленно и плавно ползут, а другие на время блокируются, а затем смещаются внезапно и резко, порождая землетрясения, давно озадачивал ученых. Анализ образцов породы с активно ползущего сегмента, поднятых с глубины около двух миль в рамках проекта SAFOD, показал, что поверхности раздробленных пород покрыты тонким слоем смектитовой глины толщиной менее 100 нанометров, которая действует подобно смазке в подшипниках.

«В течение долгого времени считалось, что для ползучести нужно много смазки, — сказал ван дер Плуйм. — Мы же можем показать, что на самом деле нужно не много; она просто должна быть в нужном месте». Нанопокрытия находятся на границах обломков пород именно там, где они влияют на «слабость» разлома. Ключевым доказательством стала аргоновая датировка, показавшая, что эти глины, обнаруженные только в породах разлома, образовались относительно недавно.

Если разлом «смазывает» себя сам, почему землетрясения все еще происходят? Проблема в том, что смещение не всегда происходит по тем ответвлениям, где есть покрытие. Разлом Сан-Андреас — это сеть разломов, и новые ответвления образуются постоянно. Поскольку для формирования скользких нанопокрытий в новом ответвлении требуется время, несмазанное новое ответвление на время «застревает», а затем смещается в виде резкого толчка. Исследователи полагают, что глинистые нанопокрытия, вероятно, формируются и управляют поведением разлома и на больших глубинах.