Определение горячих точек: Мелкие капли фрикционного расплава ослабляют разломы и могут привести к "мегаземлетрясениям"

Ученые из Океанографического института Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего приблизились к разгадке некоторых фундаментальных загадок и механизмов землетрясений, в частности, того, как средние по силе землетрясения могут перерастать в катастрофические.

В статье, опубликованной 30 августа в журнале Nature, ученые Кевин Браун и Юрий Фиалко описывают новые данные, полученные в лабораторных экспериментах, моделирующих процессы землетрясений. Исследователи обнаружили, как в определенных местах зоны разлома ослабляются вскоре после того, как разлом достигает переломного момента, ведущего к землетрясению. Такие зоны они назвали "островками расплава" (melt welts). Механизм их действия аналогичен тому, как лезвие конька уменьшает трение, расплавляя поверхность льда, и может быть схож с "горячими точками" в компонентах автомобильных тормозов и сцеплений.

Это открытие, по-видимому, помогает разрешить давний парадокс в сейсмологии: крупные разломы, такие как разлом Сан-Андреас, выделяют при землетрясениях слишком мало тепла от трения по сравнению с размерами и магнитудой самих землетрясений. Лабораторные эксперименты показывают, что тепловая энергия, обычно выделяемая при трении во время скольжения, может быстро уменьшаться, что потенциально объясняет "парадокс низкого теплового потока". Островки расплава также могут объяснить, почему некоторые медленные, "ползучие" события, генерирующие сейсмический шум, могут перерасти в мощные землетрясения, если они преодолеют пороговую скорость скольжения.

"Это может быть важно для понимания того, как крупные землетрясения превращаются в гигантские", — отметил Кевин Браун, приведя в пример землетрясение магнитудой 9.0 у берегов Японии в прошлом году. По его словам, островки расплава действуют как часть сложного механизма обратной связи, концентрируя процессы динамического ослабления в изначально наиболее напряженных областях разлома, которые становятся его "слабым звеном". Юрий Фиалко добавил, что это открытие в конечном итоге может привести к улучшению карт сейсмической интенсивности и планов строительства.