Новые модели сейсмических разломов показывают, что «стабильные» зоны могут способствовать генерации мощных землетрясений

Исследователи из Калифорнийского технологического института (Caltech) и Японского агентства науки и технологий по изучению морских недр (JAMSTEC) представили новое исследование, бросающее вызов общепринятой гипотезе. Ранее считалось, что медленно ползущие («стабильные») сегменты разломов служат барьерами, останавливающими распространение разрыва при сильных землетрясениях. Однако моделирование, основанное на лабораторных данных о поведении горных пород, показало, что эти зоны могут внезапно присоединяться к быстрому разрыву, приводя к землетрясениям гораздо большей магнитуды, чем ожидалось.

Это открытие имеет критически важное значение для оценки сейсмической опасности по всему миру. Если ползущие сегменты способны участвовать в крупных разрывах, это означает, что возможны гораздо более мощные события, чем предполагают текущие оценки. Например, ползущий участок разделяет северную и южную части разлома Сан-Андреас в Калифорнии. Существующие оценки исходят из того, что он остановит землетрясение, но новые данные предполагают возможность мега-события, затрагивающего одновременно районы Лос-Анджелеса и Сан-Франциско.

«Мы обнаружили, что такие, предположительно стабильные сегменты, могут вести себя иначе, когда в них проникает разрыв землетрясения. Вместо того чтобы остановить его, как ожидалось, они могут фактически присоединиться к нему и, следовательно, сделать землетрясения гораздо больше, чем предполагалось», — говорит Надя Лапуста, соавтор исследования, опубликованного 9 января в журнале Nature. Учёные полагают, что именно такой механизм сработал при землетрясении Тохоку-Оки магнитудой 9.0 в 2011 году, неожиданно мощный сдвиг произошёл в зоне, которая, возможно, до этого медленно ползла.

Модели команды уникальны тем, что воспроизводят в одной физической модели весь спектр наблюдаемого поведения разломов — от зарождения землетрясения до постсейсмического ползания. Модели основаны на реальных лабораторных экспериментах с образцами пород из зоны разлома землетрясения Чи-Чи 1999 года на Тайване. Теперь эти качественно воспроизводящие механизм Тохоку модели можно использовать для изучения экстремальных сценариев землетрясений в разных регионах, включая влияние антропогенных факторов, таких как геотермальная энергетика и секвестрация CO₂.