Lighting a new way to predict earthquakes: Laboratory model links fault contact area to earthquake occurrences

Исследователи создали лабораторную модель землетрясения, которая связывает микроскопическую площадь реального контакта между поверхностями разлома с вероятностью сейсмических событий. Работа, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), демонстрирует связь между микроскопическим трением и землетрясениями, открывая новые перспективы в понимании их механики и потенциального прогноза.

Модель раскрывает физический механизм, стоящий за эмпирическими законами трения. Ключевым параметром, контролирующим поведение разлома, оказалась реальная площадь контакта — крошечные точки соприкосновения между шероховатыми поверхностями. Во время быстрых разрывов в лабораторных условиях примерно 30% этой контактной площади исчезает за миллисекунды, что вызывает резкое ослабление и землетрясение. Это открытие впервые даёт физическую интерпретацию «переменной состояния», используемой в сейсмологии с 1970-х годов.

Исследование предполагает, что мониторинг физического состояния контактов в разломах может стать основой для новых инструментов краткосрочного прогнозирования. Поскольку площадь контакта влияет на электрическую проводимость, гидравлическую проницаемость и скорость сейсмических волн, непрерывное отслеживание этих параметров в естественных условиях может помочь обнаружить ранние стадии зарождения землетрясения.

«Мы буквально можем наблюдать, как эволюционирует площадь контакта по мере распространения разрыва, — пояснил ведущий автор исследования Сильвен Барбо (Sylvain Barbot). — Если мы сможем непрерывно отслеживать эти свойства на природных разломах, это может привести к новым подходам для мониторинга зарождения землетрясений на ранних стадиях, ещё до излучения сейсмических волн».