Землетрясения в замедленной съемке: Изучение "медленных скольжений" может пролить свет на разрушительные толчки

Новое исследование Калифорнийского технологического института (Caltech) показывает, что так называемые "медленные" или "тихие" землетрясения ведут себя более похоже на обычные землетрясения, чем считалось ранее. Это открытие позволяет геологам использовать эти частые и неразрушительные события в качестве удобного для изучения аналога, чтобы понять механизмы возникновения землетрясений.

"Медленные скольжения" впервые были зафиксированы около двух десятилетий назад с помощью GPS-технологий, отслеживающих незаметные смещения земной поверхности. Они происходят, когда разломы смещаются друг относительно друга крайне медленно, как землетрясение в замедленной съемке. Например, событие, длящееся неделями, может высвободить столько же энергии, сколько минутное землетрясение магнитудой 7.0. Поскольку они происходят глубоко и высвобождают энергию медленно, они почти не вызывают деформации на поверхности, хотя могут затрагивать тысячи квадратных километров. До сих пор их наблюдали лишь в нескольких регионах, включая Тихоокеанский северо-запад США, Японию, Мексику и Новую Зеландию.

Группа под руководством Жан-Филиппа Авуака разработала инновационную методику обработки сигналов для обнаружения и визуализации медленных скольжений вдоль зоны субдукции Каскадия в штате Вашингтон, используя сеть из 352 GPS-станций. Проанализировав данные с 2007 по 2018 год, исследователи составили каталог более чем 40 событий разного размера. Их выводы опубликованы в журнале Nature 23 октября.

Ключевой вывод исследования заключается в том, что медленные скольжения подчиняются тем же законам масштабирования, что и обычные землетрясения. Это означает, что сейсмический момент события (количественная мера высвобожденной энергии) пропорционален кубу его продолжительности. Ранее в 2007 году предполагалось, что для медленных скольжений момент прямо пропорционален времени, но новые данные опровергают это.

Поскольку эти события ведут себя аналогично обычным землетрясениям, но происходят гораздо чаще, их изучение может пролить свет на механику разрушительных толчков. В то время как традиционное землетрясение магнитудой 7.0 на конкретном разломе может происходить раз в несколько сотен лет, медленное скольжение такой же магнитуды может повторяться там же каждые год или два.

"Если мы изучаем разлом в течение дюжины лет, мы можем увидеть 10 таких событий, — говорит Авуак. — Это позволяет нам тестировать модели сейсмического цикла, изучая, как взаимодействуют разные сегменты разлома. Это дает более ясную картину того, как энергия накапливается и высвобождается со временем вдоль крупного разлома". Такая информация может углубить понимание физики землетрясений и факторов, определяющих их время и магнитуду.