Как землетрясения в Турции в феврале 2023 года разрывались и вызывали разрушительные сотрясения

Три исследования, опубликованные в The Seismic Record (TSR), предлагают первоначальный анализ землетрясений 6 февраля 2023 года в южно-центральной Турции и северо-западной Сирии. Они описывают, как, где и с какой скоростью происходили разрывы, и как события объединились в «разрушительный даблет», вызвав катастрофические сотрясения грунта.

Два землетрясения магнитудой 7.8 и, примерно через девять часов, 7.6 произошли в тектонически активном и сложном районе стыка Анатолийской, Аравийской и Африканской плит вдоль разломных зон Восточно-Анатолийского разлома. В последнее время крупные землетрясения в Турции происходили в основном на Северо-Анатолийском разломе, тогда как на ВАР за последние 50 лет зафиксировано лишь три умеренных события, крупнейшее магнитудой 6.8.

Эпицентр первого главного толчка (M7.8) находился примерно в 15 км к востоку от ВАР. Эпицентр второго (M7.6) — в зоне разлома Сюргю-Мисис примерно в 90 км к северу от первого. По анализу П. Мартина Мая и коллег, первое землетрясение разорвало ВАР билатерально (в двух направлениях от эпицентра) на длине около 350 км (с учетом афтершоков) за 80 секунд, создав смещения по разлому на поверхности более 6 метров. Второе землетрясение также разорвалось билатерально примерно на 170 км за 35 секунд со смещением более 7 метров.

Исследование под руководством Гезы М. Петерсен указывает, что первый толчок рвался в несколько фаз до 560 км за 117 секунд, а второй — около 115 км за 32 секунды, с афтершоками вдоль примерно 160 км СМФЗ. Анализ направления разрыва показал, что первое событие включало несколько направленных фаз и сегментированный разрыв, а также выявил ранее не нанесенный на карты сегмент разлома близ Малатьи.

Дара Э. Голдберг и коллеги использовали оптические и радарные снимки, доступные в первые дни после событий, для уточнения следов разрыва. Национальный центр информации о землетрясениях Геологической службы США (NEIC) по мере поступления новых данных обновлял характеристики очага и анализ последствий. В итоге было картировано более 340 км разрыва от первого толчка и около 175 км — от второго.

Мая и коллеги отмечают, что возникновение двух крупных землетрясений столь близко во времени как «даблет» встречается нечасто, и первое событие могло вызвать изменения напряжений в районе эпицентра второго, спровоцировав разрыв на СМФЗ. Голдберг и коллеги указывают, что статистически вероятность такого сценария составляет около 7%, что не является аномалией.

Афтершоки демонстрировали различные механизмы, включая сдвиговые, нормальные и взбросовые смещения. Сдвиговые механизмы, аналогичные главным толчкам, наблюдались на северо-восточных сегментах ВАР и вдоль большей части СМФЗ, в то время как нормальные сбросы зафиксированы на юго-западных сегментах ВАР и кластером на западном окончании СМФЗ. Петерсен и коллеги отмечают, что эволюция процессов разрыва в Турции по степени сложности схожа с землетрясениями 2022 года в Денали (Аляска) и 2016 года в Каикуре (Новая Зеландия).

Продукты NEIC, такие как ShakeMap и PAGER, востребованы исследователями сразу после крупных землетрясений. После начала последовательности в Турции трафик на страницы событий USGS составил 1 035 364 посещения за 24 часа. NEIC выпустил первую ShakeMap для события M7.8 через 15.7 минут после его начала, а оценку PAGER — через 21.2 минуты.

Записи сильных движений во время первого толчка показали, что пиковое ускорение грунта достигало 2g локально, что соответствует экстремальной сотрясенности и очень тяжелым разрушениям. Резкая остановка разрывов в обоих землетрясениях могла способствовать излучению сильных сейсмических колебаний. Сотрясения от второго толчка воздействовали на здания, уже ослабленные первым, что, вероятно, увеличило масштабы разрушений.

Как отмечают Голдберг и коллеги, система PAGER, вероятно, недооценила совокупное воздействие всей последовательности, поскольку не учитывает повторные сотрясения от афтершоков. Для оценки потерь от такой разрушительной серии более уместна составная ShakeMap, отражающая максимальную интенсивность сотрясений в каждой точке за всю последовательность. Использование такой карты в PAGER дало бы оценку в 30 000 погибших и экономический ущерб в 51 млрд долларов.