Сейсмическое моделирование разлома Хейворд повышает достоверность прогноза колебаний грунта

Вероятность землетрясения магнитудой 6,7 или выше на разломе Хейворд в ближайшие 30 лет составляет один к трём, согласно данным Геологической службы США (USGS). Такое событие нанесёт масштабный ущерб инфраструктуре, транспорту и коммунальным системам, а также вызовет экономические и социальные потрясения в Ист-Бэй.

Учёные из Ливерморской (LLNL) и Берклиевской (LBNL) национальных лабораторий использовали одни из самых мощных в мире суперкомпьютеров для моделирования колебаний грунта от землетрясения магнитудой (M) 7.0 на разломе Хейворд, получив наиболее реалистичные на сегодняшний день данные. Исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.

Предыдущие симуляции учитывали колебания грунта с частотами до 0,5–1 Герц (колебаний в секунду). Новые модели учитывают частоты до 4–5 Гц, что в 4–8 раз выше. Эти данные можно использовать для оценки реакции зданий на сейсмические колебания.

Моделирование основано на разработанной в LLNL программе сейсмического моделирования SW4 и лучшем на сегодня трёхмерном представлении геологического строения и рельефа поверхности (данные USGS) для расчёта распространения сейсмических волн в районе залива Сан-Франциско. Результаты в среднем согласуются с моделями, основанными на реальных записях землетрясений по всему миру.

Разлом Хейворд — это крупный сдвиговый разлом на восточной стороне залива. Он способен порождать землетрясения магнитудой M 7 и представляет серьёзную угрозу для густонаселённого Ист-Бэй, включая города Окленд, Беркли, Хейворд и Фримонт. Последнее крупное землетрясение магнитудой M 6,8–7,0 произошло здесь в 1868 году.

Данное исследование моделирует колебания грунта для одного из множества возможных сценариев. Для жителей Ист-Бэй симуляции показывают более сильные колебания на восточной стороне разлома (Оринда, Морага) по сравнению с западной (Беркли, Окленд), что объясняется разницей в геологических породах.

«Наша цель — не предсказать детали будущего землетрясения, а показать, что теперь возможны полностью детерминированные 3D-симуляции с частотами до 4 Гц», — отметил ведущий автор статьи, сейсмолог LLNL Арти Роджерс. По мере развития вычислительных мощностей команда планирует изучить диапазон возможных разрывов и повысить частотный предел моделирования до 8–10 Гц для ещё большей реалистичности.