Слабые места разломов: центр не может устоять для некоторых геологических разломов

Некоторые геологические разломы, которые выглядят прочными и стабильными, скользят и смещаются, как слабые. Международная команда исследователей получила лабораторные доказательства, объясняющие, почему некоторые разломы, которые «не должны» смещаться, слабее, чем считалось ранее.

Низкоугловые нормальные сбросы — разломы с углом падения менее 45 градусов — представляют проблему для стандартного анализа, который показывает, что им должно быть легче образоваться заново, чем скользить в такой ориентации. Однако полевые данные подтверждают, что они всё же смещаются. Учёные из Университета Перуджи (Италия) и Университета штата Пенсильвания решили протестировать материал разлома в форме, максимально приближенной к естественной, а не в виде порошка, как это делается обычно.

Исследователи взяли образцы с обнажённого на пляже острова Эльба разлома Зуккале. Помимо стандартных тестов с порошком, они впервые смогли вырезать из породы тонкие пластины-«вафли» (примерно 5x5 см и 3 мм толщиной), сохранив естественную ориентацию будущего скольжения. Оказалось, что материал, подготовленный таким образом, проявляет очень низкое трение при сдвиге в одном направлении, скользя почти как колода карт. Причина — мелкие включения талька и глин (например, монтмориллонита), которые создают сеть слабых поверхностей внутри породы.

Это открытие важно, потому что ранее такие прерывистые, чешуйчатые включения слабых минералов считались недостаточными для ослабления разлома. Теперь ясно, что слабость разлома может возникать, даже если слабые минеральные фазы составляют лишь малый процент от общей породы. Эти низкоугловые разломы могут не только медленно ползти, но и становиться источником землетрясений, что наблюдается, например, в Центральной Италии. Исследование опубликовано 17 декабря в журнале Nature.