Землетрясения ходят парой

Сейсмологи выяснили, каким образом сильные землетрясения на окраинах литосферных плит могут иногда спровоцировать не менее разрушительные толчки на значительном удалении от первого очага и по прошествии длительного времени. Такие парные катаклизмы могут стать причиной неожиданно сильных разрушений, а специалисты, изучая их, надеются лучше понять динамику землетрясений.

Геологи под руководством Чарльза Аммона из Университета штата Пенсильвания изучали взаимосвязь между широко распространенными субдукционными и редкими внутриплитными землетрясениями.

Субдукционные землетрясения происходят на границах литосферных плит в зоне субдукции, когда погружающаяся плита временно застревает и становится причиной сильных напряжений в земной коре. Со временем они увеличиваются, и когда возрастают настолько, что преодолевают силу трения, плита резко продвигается вниз, что и становится причиной субдукционного землетрясения. На их долю приходится от 80% до 90% катаклизмов.

Очаг внутриплитного землетрясения, как и следует из названия, расположен далеко от границы плиты. Они случаются реже и в большинстве случаев значительно слабее субдукционных. По словам Аммона, последние серьёзные события такого рода происходили в 1930-х и 1970-х годах, но ученые в то время не обладали оборудованием, которое позволило бы получить подробную картину землетрясения. Сейчас такая аппаратура создана и установлена в интересных геологам и сейсмологам районах.

Год назад Японию и Курильские острова с интервалом в два месяца дважды сотрясали сильнейшие землетрясения. По мнению учёных, одно из них стало прямым следствием другого.

Эпицентры толчков располагались в районе Курильских островов, между западной оконечностью острова Хоккайдо и южным окончанием Камчатского полуострова. И Япония, и Камчатка известны как сейсмоактивные зоны. В то же время на Курилах, где располагался эпицентр ноябрьского землетрясения, значительной сейсмической активности не отмечалось с 1915 года.

Именно эти два землетрясения стали объектом текущего исследования, результаты которого опубликованы в последнем номере Nature.

Первое землетрясение магнитудой 8,3 балла было субдукционным. Оно произошло 15 ноября 2006 года, когда край погружающейся Тихоокеанской литосферной плиты «получил отпор» со стороны Курильской островной дуги, под которую океаническая плита погружается со скоростью около 8 см/год. Это землетрясение стало причиной разрушений в Японии, а вызванная им волна цунами даже докатилась до Калифорнии.

Спустя два месяца, 13 января 2007 года, произошло второе землетрясение – внутриплитное; его магнитуда составила 8,1 балла, а очаг располагался в верхней части Тихоокеанской плиты, в пределах так называемого внешнего поднятия, но не у его края. С таким поднятием знаком всякий, пытавшийся засунуть под шкаф ковёр – из-за трения на нём возникают складки. Подобно этому и участки океанической земной коры, погружающейся под континентальную, «вспучиваются» перед глубоководным желобом.

Вместе с группой коллег из Японии и США Аммон изучил последовательность сейсмических толчков в регионе и показал связь между двумя событиями.

«Хотя парные землетрясения такой силы случаются очень редко, они могут неожиданно нанести серьезный ущерб населению, – говорит Амон. – Нас также интересовало то, как эти события связаны друг с другом, как одно землетрясение становится спусковым крючком для второго».

Изучив сейсмические записи, исследователи обнаружили серию слабых предваряющих землетрясений – форшоков, которые начали проявляться за 45 дней до главного 8-балльного землетрясения 15 ноября 2006 года.

А буквально через несколько минут после самого ноябрьского землетрясения началась слабая сейсмическая активность на Тихоокеанской литосферной плите – и именно в той области, которая стала очагом январского землетрясения. Обычно афтершоки крупного землетрясения быстро затухают, и их магнитуда оказывается гораздо меньше магнитуды главного землетрясения.

Но в данном случае магнитуда январского землетрясения лишь немногим отличалась от ноябрьской. По словам учёного, оно отличалось большей частотой сейсмических колебаний, высвободив больше энергии, что привело к гораздо более значительным разрушениям по сравнению с ноябрьским событием.

По мнению ученых, причиной второго землетрясения стало изгибание Тихоокеанской плиты, которое происходило перед погружением под верхнюю плиту. Когда передний край Тихоокеанской плиты начал скольжение вниз, породив ноябрьское землетрясение, к востоку от него плита начала изгибаться, потом «треснула» и окончательно «сломалась» в январе.

Как заключает Аммон, вторая половина этой истории напоминает отламывание куска свежего хлеба. Когда мы начинаем ломать поджаристую французскую булку, она сначала захрустит и лишь потом сломается. Что-то подобное случилось и в данном случае – похрустывание афтершоков закончилось появлением более крупного разлома, которое и породило второе сильное землетрясение.

Но если слушать хруст хлебной корки просто приятно, то сейсмографы, регистрирующие похрустывание земной коры, могут предупредить о новом катаклизме.