Насколько широки разломы? Исследование землетрясений показывает, что зоны разломов — это обширные сети, а не одиночные линии
На ежегодном собрании Сейсмологического общества Америки исследователи задались, казалось бы, простым вопросом: какова ширина разломов? Используя данные, собранные по отдельным землетрясениям по всему миру, Кристи Роу из Невадской сейсмологической лаборатории и Алекс Хейтем из Геологической службы США пришли к более комплексному ответу, учитывающему как поверхностные, так и глубинные следы сейсмического разрыва и крипа (ползучести).
Собрав наблюдения за последними землетрясениями, Роу и Хейтем заключили, что от Турции до Калифорнии в одном землетрясении задействована не одиночная линия разлома, а зачастую разветвленная сеть его ответвлений, что делает зону разлома шириной в сотни метров.
«Это говорит о том, что значительные части широкого массива трещин, формирующихся за многие землетрясения, могут активироваться в ходе одного сейсмического события», — отметила Роу. Она добавила, что эта ширина иногда примерно соответствует ширине зон Алквиста-Приоло, установленных для безопасного строительства в Калифорнии.
В то же время исследователи обнаружили, что зоны крипа при этих землетрясениях значительно уже — как у поверхности, так и на глубине 10–25 километров. Эти зоны шириной от 2 до 10 метров «могут быть наиболее локализованным поведением разлома», — сказала Роу.
Исследование подчеркивает важность трехмерного восприятия разломов. «Как геологу, мне всегда было немного непонятно, когда я говорю с модельерами землетрясений, которые используют для моделирования двумерные объекты. Прочность, сопротивление или трение возникают в объеме породы, который деформируется во время или между землетрясениями. Размер этого объема очень конкретным образом контролирует прочность разлома», — пояснила Роу.
Результаты также имеют значение для изучения прошлых землетрясений с целью расчета интервалов их повторяемости на разломах. Скорости смещения и интервалы повторяемости можно оценить с помощью локализованных измерений, но бывает сложно разделить смещение, произошедшее во время землетрясения, и асейсмическое смещение (крип), случившееся после него. Яркий пример — землетрясение в Напе (Калифорния) в 2014 году: почти половина измеренного после него смещения произошла медленно, уже после основного сейсмического события.
«Если бы землетрясение в Напе произошло тысячи лет назад, и исследователи нашли его следы в горной породе, они увидели бы просто более крупное землетрясение. Они могли бы объединить все это смещение в одно событие», — отметила Роу. Поскольку крип не всегда учитывается при расчете интервалов повторяемости, «обнаружение того, что зоны крипа довольно узки, означает, что мы должны осознавать: изучая палеосейсмические записи, мы можем смешивать крип и сейсмическое смещение», — добавила она.