Открытие проливает новый свет на причину землетрясений

Исследование крупной зоны разлома в пустыне Атакама на севере Чили, проведенное учеными Ливерпульского университета, позволило по-новому взглянуть на то, как давление флюидов может вызывать землетрясения. Было обнаружено, как такие флюиды, как вода, могут оставаться запечатанными в плоскости разлома в течение длительного времени. Это флюидное давление облегчает взаимное движение тектонических плит, что в конечном итоге приводит к землетрясению.

Теоретически для проскальзывания по плоскости разлома требуются высокие напряжения, но наличие внутри разлома чего-то вроде воды или газа под давлением должно действовать как своего рода «подушка», облегчая движение и повышая вероятность землетрясения. Проблема заключалась в том, что при росте давления флюидов породы должны были растрескиваться, позволяя флюидам уйти и уменьшить эффект «подушки». Однако новое исследование показало, что гораздо более мелкие микротрещины, окружающие плоскость разлома, меняют напряжения в породе, снижая вероятность образования крупных трещин для выхода флюида.

Команда измерила плотность микротрещин в породе вблизи чилийского разлома и приложила к образцам различное напряжение. Оказалось, что микротрещины меняют упругие свойства породы, из-за чего напряжения, которые в норме действуют почти перпендикулярно разлому, поворачиваются на угол в 45 градусов. При обычных напряжениях флюид накапливался бы до тех пор, пока порода не ломалась, что снижало бы риск землетрясения. Когда же напряжение действует под углом 45°, порода менее склонна к разрушению, и даже низкого давления флюида внутри достаточно, чтобы вызвать землетрясение.

«Теперь нам необходимо изучить, откуда берутся эти флюиды и газы», — отмечает доктор Дэн Фолкнер. Ученые в настоящее время ведут бурение на разломе Сан-Андреас в Калифорнии в рамках обсерватории SAFOD (San Andreas Fault Observatory at Depth), чтобы лучше понять механику зон разломов. Доктор Фолкнер — один из двух ученых Великобритании, имеющих доступ к образцам породы, извлеченным из этого разлома.

Исследование опубликовано в журнале Nature Magazine.