Поиск разлома: новая информация может помочь понять землетрясения
Новое моделирование и анализ геометрии разломов в земной коре, проведенные геологом Мишель Кук и ее коллегами из Университета Массачусетса в Амхерсте, расширяют знания о развитии разломов в регионах, где одна геологическая плита скользит мимо или поверх другой, например, вдоль разлома Сан-Андреас в Калифорнии и разлома Денали на Аляске. Результаты могут помочь точнее прогнозировать сейсмическую опасность и позволить ученым лучше понять, как развивалась Земля.
В этом месяце в раннем онлайн-выпуске Journal of Geophysical Research Кук с коллегами детально объясняют эволюцию разломов вблизи их изгибов с помощью экспериментов на каолине (фарфоровой глине), подготовленном так, чтобы его прочность соответствовала прочности земной коры. Важным вопросом является то, как эффективность разлома (способность трансформировать энергию движения плит в смещение) в изгибах меняется с увеличением деформации.
Магистрант Алекс Хейтем, Кук и постдок Элизабет Мэдден сообщают, что эффективность разлома возрастает по мере роста и соединения новых разломов, а затем выходит на постоянный уровень. Это подразумевает, что изгибы вдоль разломов земной коры могут сохраняться. Поскольку землетрясения могут останавливаться на сдерживающих изгибах, это также предполагает новое понимание: разломы, сегментированные такими изгибами, могут оставаться в состоянии стазиса, а не развиваться в системы, где землетрясения разрывают всю длину разлома.
Лаборатория Кук — одна из немногих в мире, использующих передовую методику моделирования на основе каолина. Их методы, включая пиксельное отслеживание и количественные измерения, позволяют получать богатые детали из моделей и сравнивать их с разломами по всему миру. Данные экспериментов, масштабированные должным образом, полезны для моделирования эволюции изгибов на протяжении тысяч лет и в масштабах десятков километров.
Для этой работы они смоделировали скорости сдвига вдоль сдерживающего изгиба разлома Мертвого моря в Израиле, рост разлома Денали на Аляске и структуру через Сан-Горгонийский узел вдоль разлома Сан-Андреас в Калифорнии. «Мы применяем результаты к южному разлому Сан-Андреас, где сдерживающий изгиб сохраняется уже 25 миллионов лет, но за это время его активная конфигурация менялась способами, похожими на то, что мы наблюдали в наших экспериментах», — отмечают авторы.
«Использование новых методов цифровой корреляции изображений позволяет нам проводить очень детальные измерения смещений в экспериментах и получать ранее недоступные сведения. Для протестированных изгибов разломов новый анализ показывает, что эффективность разломов возрастает по мере роста и соединения новых разломов, а затем достигает устойчивого состояния. Это говорит о том, что сдерживающие изгибы вдоль разломов земной коры могут сохраняться», — говорит Кук.