Ученые рассчитали трение при землетрясении магнитудой 9.0 в Японии в 2011 году

Международная команда ученых, установившая температурную обсерваторию в скважине после землетрясения Тохоку-Оки в 2011 году в Японии, смогла измерить «тепло трения», выделившееся во время разрыва разлома. Его количество оказалось меньше ожидаемого, что указывает на более высокую «скользкость» разлома, чем считалось ранее. Это первый случай, когда для расчета динамики трения при смещении по разлому были использованы точные температурные измерения. Результаты исследования публикуются на этой неделе в журнале Science.

Исследование дает беспрецедентное представление о том, как на самом деле работают землетрясения. Никто точно не знал, каково сопротивление трению при скольжении, и теперь у нас впервые появились данные. Проект стал инженерным подвигом: чтобы достичь разлома, команде пришлось пробурить 800 метров морского дна на глубине около 7000 метров ниже поверхности океана.

Шестнадцать месяцев спустя после землетрясения магнитудой 9.0 ученые установили обсерваторию в участке разлома, где смещение между блоками породы достигло колоссальных 50 метров. Через девять месяцев работы были успешно извлечены 55 точных температурных датчиков, размещенных в зоне разлома на глубине до 820 метров ниже морского дна. Оценка данных показала температурную аномалию в 0.31 °C на границе разлома плит. Измеряя изменения фонового температурного поля, ученые могут рассчитать, сколько тепла (энергии) было выделено во время землетрясения.

Эта аномалия в 0.31 °C соответствует 27 миллионам джоулей (27 мегаджоулей) рассеянной энергии на квадратный метр во время землетрясения. Коэффициент трения, или сопротивление относительному движению блоков, оказался удивительно малым — 0.08. Ученые надеются повторить эксперимент с другими землетрясениями, чтобы лучше понять опасности, связанные с крупными сейсмическими событиями.