Новая модель землетрясений для Лос-Анджелеса обнаружила, что некоторые разломы движутся быстрее, чем ожидалось

Ученые из Массачусетского университета в Амхерсте сообщают, что анализ скоростей смещения по 26 активным разломам в метрополии Лос-Анджелеса подтвердил новый подход к моделированию тектоники разломов. Исследование показало, что некоторые разломы могут двигаться быстрее, чем предполагали предыдущие модели.

Новая модель учитывает взаимодействия, происходящие глубоко в земной коре, и должна предоставлять более точные данные для моделей вероятности землетрясений, которые штат Калифорния использует для расчета страховых тарифов. Работа опубликована 21 ноября в журнале Geophysical Research Letters. Для оценки сейсмического риска ученые предпочитают использовать прямые измерения, такие как скорость смещения — скорость, с которой одна сторона разлома движется относительно другой. Однако для многих разломов, например, для разлома Вердуго, проходящего через Глендейл и Бербанк в восточной части долины Сан-Фернандо, такие данные недоступны.

Чтобы восполнить пробелы, исследователи часто используют модели, симулирующие геологические деформации. Но предыдущие модели сети взаимодействующих активных разломов в районе Лос-Анджелеса чрезмерно упрощали геометрию разломов, что приводило к прогнозам необычно высоких скоростей смещения. Ученые разработали трехмерную модель на основе метода граничных элементов (Boundary Element Method, BEM) и детальных данных о поверхностях разломов из Community Fault Model Южно-Калифорнийского центра землетрясений.

В новой модели разломы движутся не только из-за напряжений от региональной деформации, но и из-за активности соседних разломов. Это важно, поскольку то, как разломы связаны, сильно влияет на их поведение. Ученые смоделировали это, продлив разломы примерно на 27,5 км вглубь — до границы Мохоровичича (Мохо), где нижняя часть коры встречается с мантией. «В старых моделях разломы просто заканчивались в верхней коре, теперь мы связали всё с границей Мохо», — пояснила геолог Мишель Кук.

Когда исследователи «сжали» всю систему и наблюдали за движением разломов, модель хорошо совпала с фактическими скоростями смещения для нескольких разломов, по которым были прямые измерения. Это говорит о том, что модель, вероятно, точно предсказывает скорости и для менее изученных разломов. Модель также указывает, что разлом Вердуго-Игл-Рок движется со скоростью около 0,8 мм в год. Ученые рекомендуют провести его дальнейшее изучение, включая «тре́нчинг» — раскопки траншеи для чтения геологической летописи в осадках.

«Успех этой трехмерной модели в совпадении с доступными скоростями смещения демонстрирует, что правильное задание геометрии — это 90% решения задачи», — отметила Мишель Кук. Этот успех прокладывает путь для будущих моделей, использующих данный подход.