Как возникают рои землетрясений

Новая физическая модель разлома, разработанная геофизиками из Стэнфордского университета, показывает, как восходящие флюиды ослабляют разлом и могут вызывать рои сейсмических событий. Исследование, опубликованное 24 сентября в Nature Communications, также объясняет, как импульсы высокого давления флюидов могут смещать вверх границу между ползущим и запертым участками разлома — так называемую глубину блокировки.

Моделирование демонстрирует, что по мере подъема импульсов высокого давления по разлому они могут создавать землетрясения-рои — серии сейсмических событий, сгруппированных в локальной зоне. «Мы обнаружили, что приливы и отливы давления вокруг разлома могут играть даже большую роль, чем трение, в определении его прочности», — пояснил ведущий автор Вэйцян Чжу. Модель количественно предсказывает скорость миграции флюидов, вызываемое ими смещение разлома и связанные явления: изменения глубины блокировки, медленные события или кластеры мелких землетрясений.

Работа основана на концепции разломов как клапанов, которая предполагает, что флюиды поднимаются по разломам прерывисто. Когда «клапан» закрыт из-за минерального запечатывания, давление флюида растет, ослабляя разлом и заставляя его проскальзывать. Это движение может раскрыть разлом, позволив флюидам возобновить подъем. «Возникновение роев землетрясений в наших симуляциях работы разломного клапана было совершенно неожиданным», — отметил старший автор Эрик Дунэм.

Понимание этих процессов может в будущем помочь в оценке рисков, связанных с закачкой флюидов в недра. «Уроки, которые мы извлекаем о том, как поток флюидов связан с фрикционным скольжением, применимы как к естественным, так и к индуцированным землетрясениям», — заключил Дунэм.