Три толчка — одно цунами

Мощное землетрясение магнитудой 8,1, которое 29 сентября 2009 года вызвало разрушительное цунами и привело к гибели 192 человек в странах Самоа, Американском Самоа и Тонга, на самом деле представляло собой три подземных толчка — один «скрытый» (магнитудой 8,1) и два «явных» (магнитудой 7,8). Этому открытию посвящены две статьи, ставшие центральной темой нового номера журнала Nature.

«Сначала мы подумали, что это одно землетрясение, — рассказал соавтор одной из статей, директор Университета сейсмографических станций штата Юта (США) Кейт Копер. — Но, когда мы посмотрели на данные, выяснилось, что это три крупных землетрясения, которые произошли в течение двух минут. Землетрясение магнитудой 8 вызвало два толчка магнитудой 7,8, которые равнозначны одному мощному землетрясению. Это не какие-нибудь мелкие афтершоки (остаточные подземные толчки, следующие за первым, главным)».

Крупные землетрясения, как правило, происходят на стыках океанической и континентальной литосферных плит.

Регион, где океаническая плита «подползает» под материковую, является сейсмически опасным и называется зоной субдукции.

Случай с Самоа и Тонгой, как говорят ученые, является беспрецедентным.

Там существует известная зона субдукции, в которой Тихоокеанская литосферная плита «подползает» под блок Тонги — часть Австралийской материковой плиты. В результате движения плит произошел первый толчок магнитудой 8,1. Это землетрясение, в свою очередь, вызвало еще два толчка магнитудой 7,8, которые и внесли основной вклад в появление мощного цунами, когда в отдельных регионах уровень воды поднимался на 49 метров.

Это первый известный науке случай, когда один мощный подземный толчок «запускает» два других, по сути, таких же мощных землетрясения.

Все три толчка произошли на глубине 9—12 километров от земной поверхности. Первое землетрясение (магнитудой 8,1) продолжалось 60 секунд. В период между 49-й и 89-й секундой после первого землетрясения началось второе. Третье землетрясение началось в период между 90-й и 130-й секундой после первого подземного толчка.

Изначально же ученые зарегистрировали только один толчок, магнитудой 8, но данное землетрясение не могло вызвать одновременно столь разрушительное цунами и наблюдаемое впоследствии движение литосферных плит (в частности, движение одного из островов архипелага Тонги произошло совершенно в другом направлении, нежели полагали ученые).

Данная, как говорят сами исследователи, «детективная» ситуация была разрешена моделью с тремя землетрясениями.

Интересно, что в момент первого землетрясения от Тихоокеанской литосферной плиты отломился кусок, которые «подполз» под блок Тонги. Ученым до этого были известно три мощных землетрясения, в результате которых ломались литосферные плиты. Первое произошло в Японии, в Санрику, в 1933 году (магнитуда 8,4), второе — в Индонезии, на Сумбе, в 1977 году (магнитуда 8,3) и еще одно — в 2007 году на Курильских островах (магнитуда 8,1).

Темная энергия проясняется

Вселенная полна загадок, и чем больше астрономы делают новых открытий, с тем большим количеством непонятных явлений им приходится сталкиваться. Например, в 1998 году ученые обнаружили ускорение расширения Вселенной, но о том, чем оно вызвано, насколько долго будет продолжаться и вообще каковой будет дальнейшая эволюция Вселенной, астрономы заведомо сказать не могут.

В настоящее время принято, что наша Вселенная описывается стандартной космологической моделью (так называемая λCDM-модель). В соответствии с ней Вселенная является плоской, заполнена темной энергией (которая и описывается космологической постоянной) и холодной темной материей. По результатам последних наблюдений, возраст Вселенной составляет 13,1 млрд лет.

Согласно этой модели, темная энергия является той силой, которая «расталкивает» материю и является своего рода «пружиной», мешающей росту массивных скоплений галактик — крупнейших структур Вселенной.

По последним оценкам, 72% массы и энергии во Вселенной должно содержаться как раз в темной энергии, которая хоть и равномерно распределена, но имеет низкую плотность и, по сути, никак не поддается обнаружению, лишь изредка выдавая себя гравитационными взаимодействиями.

Один из методов исследования далеких объектов во Вселенной основан на эффекте гравитационного линзирования, который заключается в фокусировании света от далекого объекта массивным телом, в результате чего наблюдатель видит этот объект более ярким.

Используя наблюдения космического телескопа имени Хаббла, а также наземных телескопов, международная группа ученых, которую возглавили Жан-Поль Кнейб из Марсельской астрофизической лаборатории (Франция) и Приямвада Натараян из Йельского университета (США) проанализировала изображения 34 очень далеких галактик, расположенных за одним из наиболее массивных известных человечеству скоплением галактик Abell 1689.

Работа ученых опубликована в новом номере журнала Science.

Как и предполагалось, это скопление выполнило роль гравитационной линзы, позволив ученым разглядеть далекие галактики.

То, каким образом скопление своей гравитацией сфокусировало свет от далеких объектов, то есть по форме изображения, построенного «линзой», можно многое сказать о геометрии пространства между наблюдателем и галактиками.

Используя теоретические модели распределения видимого и невидимого вещества во Вселенной, ученые смогли уточнить «квинтэссенцию» w— единственный параметр, который описывает уравнение состояния темной энергии.

Обычно рассмотрение ограничивают интервалом –1<w<–1/3. Согласно работе ученых, w=-0,97+/–0,07.

Это подтверждает представления о том, что природа темной энергии, вероятно, соответствует модели «плоской» Вселенной.

То есть это означает, что наша Вселенная всегда будет расширяться, причем она будет делать это с ускорением.