Кредит: CC0 Public Domain
Пять крупнейших континентальных трансформных землетрясений с 2000 года произошли на ответвлении главного разлома, и два исследователя предсказывают, что следующее крупное землетрясение этого типа также начнется на ответвлении или разломе-расколе.
Прошлогоднее землетрясение магнитудой 7,8 Пазарджик в Турции было одним из таких крупных и разрушительных землетрясений, когда две континентальные тектонические плиты скользят друг мимо друга горизонтально. Это землетрясение началось на ответвлении разлома, как и землетрясение магнитудой 7,8 Кококсили 2001 года в северном Тибете, землетрясение магнитудой 7,9 Денали 2002 года на Аляске, землетрясение магнитудой 7,9 Вэньчуань 2008 года в Китае и землетрясение магнитудой 7,8 Кайкоура 2016 года в Новой Зеландии.
По всему миру насчитывается около 25 000 километров континентальных трансформных разломов, включая некоторые известные, такие как разлом Сан-Андреас, Альпийский разлом в Новой Зеландии и Северо-Анатолийский разлом в Турции. Когда придет их время разрыва, начнутся ли они на ответвлении?
В Seismological Research Letters, Росс Стайн из Temblor, Inc. и Питер Берд из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе предполагают, что ответвления разломов действуют как «въездные пути» для создания разрыва на более зрелых континентальных трансформных разломах «супермагистрали».
На данный момент прогноз Стайна и Берда является гипотезой, которая нуждается в дополнительной проверке, признают они. Но землетрясения магнитудой 7,8 или более происходят в среднем каждые два-пять лет на этих разломах, поэтому нам не придется слишком долго ждать, чтобы увидеть, сбудется ли их прогноз.
«Это можно будет проверить примерно через 10 лет», — сказал Стайн.
Он добавил, что полученные результаты могут быть полезны для адаптации систем раннего оповещения о землетрясениях и могут изменить то, какие разломы в настоящее время контролируются и отслеживаются.
Турецкое землетрясение 2023 года побудило исследователей рассмотреть вопрос о том, где и как возникают сильные континентальные трансформные землетрясения.
«Это казалось таким странным, что землетрясение магнитудой 7,8 могло начаться на маленьком разломе-неудачнике… оно не было бы ничьим кандидатом на что-то важное», — вспоминает Стайн. «Поэтому возник вопрос: это просто странное землетрясение или это говорит нам что-то о том, как начинаются землетрясения?»
Исследователи проанализировали последние 25 лет, когда произошли континентальные трансформные землетрясения магнитудой 7,8 или более крупные, и обнаружили, что пять крупнейших зародились на ответвлениях разломов. Они также определили несколько других землетрясений такой же магнитуды, которые могли начаться на ответвлении разлома, включая землетрясение магнитудой 7,8, которое опустошило Сан-Франциско в 1906 году.
Однако ответвления разломов не были причиной некоторых немного меньших землетрясений, включая землетрясение магнитудой 7,7 в Лусоне на Филиппинах в 1990 году и землетрясение магнитудой 7,7 в Белуджистане в Пакистане в 2013 году, пришли к выводу Стайн и Берд.
В своей статье исследователи обсуждают, почему крупные землетрясения могут начинаться не на самом главном трансформном разломе, и как ответвления разломов могут инициировать разрыв.
Кумулятивный сдвиг вдоль континентальных трансформных разломов «разбивает и сдвигает породы в зоне шириной около 100 метров вокруг разлома», объяснил Штейн, образуя тип породы, называемый катакластитом. Раздробленная и пережеванная порода допускает разрыв при очень низких уровнях напряжения сдвига, смягчая накопление напряжения, которое может привести к сильному землетрясению.
Катакластит имеет много порового пространства между зернами породы, которые могут быть заполнены жидкостями. Если землетрясение начнется на разломе ветви «на съезде», предполагают исследователи, резкое тепло, выделяемое сдвигом горных пород, может «внезапно нагреть эти жидкости, которые затем расширятся, и это может сделать разлом внезапно очень скользким», превратив его в супермагистраль разрывов, сказал Штейн.
«Что может сделать эти разрывы разломов ветви эффективными для запуска чего-то огромного, так это то, что они разрываются со сверхскоростью сдвига», добавил он.
Если ответвление разлома разрывается со сверхсдвиговой скоростью — когда сам разрыв движется быстрее, чем самые сильные сейсмические волны — «оно может влететь в главный разлом на высокой скорости и одновременно сильно ударить по главному разлому», — сказал Стайн.
Стайн и Берд заявили, что все части их предложения следует проверить в будущем, особенно с учетом того, что неясно, почему ответвления разломов могут спровоцировать некоторые землетрясения континентального трансформного разлома, но не другие.
Сейсмические сети, которые отслеживают разломы, обычно наиболее надежны вдоль главных разломов, «потому что мы часто думаем, что землетрясения начинаются на разломе, который в конечном итоге сдвигается», — сказал Стайн.
Но если гипотеза Стайна и Берда верна, «нам нужно охватить более широкую область», — отметил он. «Все эти паршивые разломы-подражатели, которые мы в значительной степени игнорируем как кандидатов на крупные землетрясения, на самом деле могут быть очень важными».
Дополнительная информация: Росс С. Штейн и др., Почему великие континентальные трансформные землетрясения зарождаются на ответвлениях разломов?, Seismological Research Letters (2024). DOI: 10.1785/0220240175
Информация о журнале: Seismological Research Letters
Предоставлено Сейсмологическим обществом Америки
