«Сверхзвуковой» разлом: землетрясение в Мьянме двигалось быстрее волн разрушения, которые само и создавало

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Когда 28 марта 2025 года земля под Мьянмой содрогнулась с силой 7,8 балла, мир замер в ожидании новостей. Последствия оказались катастрофическими: тысячи жертв, масштабные разрушения, затронувшие даже соседний Таиланд. Но за этой трагедией скрывался физический феномен, который заставил сейсмологов по всему миру говорить о событии не только как о гуманитарной катастрофе, но и как о редчайшей научной удаче. Оказалось, что трещина в земной коре двигалась с немыслимой скоростью, буквально обгоняя разрушительные волны, которые сама же и порождала.

Это явление, известное как «сверхсдвиговой разрыв», не просто научный курьёз. Оно коренным образом меняет наше понимание того, насколько разрушительным может быть землетрясение.

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
В чём же дело? Немного о физике землетрясений

Представьте, что вы медленно рвёте лист бумаги. Разрыв распространяется по листу, и вы слышите характерный треск — это звуковые волны. В земной коре происходит нечто похожее. Когда тектонические плиты смещаются, в месте их соприкосновения (разломе) нарастает напряжение. В какой-то момент порода не выдерживает, и по разлому со скоростью в несколько километров в секунду начинает бежать трещина — это и есть разрыв.

Этот процесс порождает сейсмические волны двух основных типов. Первыми приходят P-волны (продольные) — они быстрые, но относительно слабые, как бы предвестники бури. За ними следуют S-волны (поперечные, или сдвиговые) — они медленнее, но несут основную разрушительную энергию, именно они раскачивают здания.

Долгое время считалось, что скорость самого разрыва физически не может превысить скорость S-волн. Ведь как трещина может обогнать волны, которые она же и создаёт? Это казалось нелогичным. Но землетрясение в Мьянме наглядно продемонстрировало — ещё как может.

(a) Расположение телесейсмических сетей широкополосных станций с вертикальной компонентой в Европе (EU), Австралии (AU) и на Аляске (AK). (b) Время-расстояние от эпицентра короткопериодных всплесков энергии (0,5-2,0 Гц) в обратных проекциях для трех массивов (обозначенных разными символами). Красный треугольник обозначает прибытие импульса смещения на станцию сильных колебаний NPW (51,5 с на расстоянии 248 км от эпицентра). Указаны кривые смещения для скоростей разрыва 3,0 и 6,0 км/с. Суперсдвиговый разрыв, по-видимому, происходит после ∼75 км к югу. (c-e) Мощность луча для обратных проекций от сетей EU, AU и AK соответственно. Цвета символов обозначают время после начала события в местах локализованных всплесков энергии в течение временного интервала 5 с. Белая звезда обозначает эпицентр. Белые кривые — следы разломов из базы данных Active Faults of Eurasia Database (AFEAD; Zelenin et al. 2022). Местоположение NPW указано на панели (d). Афтершоки от USGS-NEIC с 28 марта по 12 мая обозначены пурпурными кружками на панели (e). (f) Трехкомпонентные колебания земли на станции NPW, которая находится примерно в 5 км к западу от разлома Сагайн, недалеко от столицы Нейпьидо. Обратите внимание на сильное статическое смещение на север примерно на 1,5 м, которое началось примерно через 51,5 с. На графиках ускорения синий сигнал представляет собой ускорение земли, умноженное на 600, что показывает прибытие энергии P примерно за 12 с до появления сильных сигналов, связанных с прибытием фронта разрыва. Цитирование: Lingling Ye et al, The 28 March 2025 Mw 7.8 Myanmar Earthquake: Preliminary Analysis of an ∼480 km Long Intermittent Supershear Rupture, The Seismic Record (2025). DOI: 10.1785/0320250021
Автор: Lingling Ye et al Источник: pubs.geoscienceworld.org
Поймать нарушителя скоростного режима

Ключевые данные, подтвердившие невероятную гипотезу, были получены благодаря счастливой случайности. Всего в пяти километрах от гигантского 480-километрового разлома Сагайн находилась сейсмическая станция. Это всё равно что оказаться с высокоточной аппаратурой у самой взлётной полосы, когда мимо проносится сверхзвуковой самолёт.

И вот что зафиксировали приборы. Сначала до станции дошла слабая P-волна — первый сигнал о начавшемся землетрясении. А всего через 12 секунд (!) ударила основная, сокрушительная волна. Такой короткий промежуток времени между «предупреждением» и главным ударом был возможен лишь в одном случае: сам разрыв двигался на юг, в сторону станции, с бешеной скоростью, практически наступая на пятки собственным P-волнам.

Как отмечают сейсмологи Линлин Е и Торн Лэй, это было «необычайно ясное и убедительное доказательство». Расчёты показали, что на южном участке разлом нёсся со скоростью 5-6 км/с, в то время как скорость S-волн в этой среде не превышает 3,5-4 км/с.

Что это означает на практике? Когда разрыв обгоняет S-волны, энергия не расходится от него равномерно. Она накапливается впереди, образуя своего рода ударный фронт, геологический аналог звукового барьера. Вся эта мощь высвобождается концентрированным ударом, направленным по ходу движения разрыва. Именно этот «сейсмический удар» и объясняет, почему разрушения были столь серьёзными даже в сотнях километров от эпицентра, вплоть до Бангкока.

Модель источника землетрясения в Мьянме в 2025 году, полученная путем кинематической инверсии телесейсмических волн P и SH с использованием метода наименьших квадратов. (a) Функция моментальной скорости для общего источника (область, заштрихованная серым цветом) с вкладом каждого из четырех субразломов вдоль простирания, обозначенных цветными кривыми с параметрами, указанными справа. (b) Распределение смещения в модели с ориентацией разломов каждого сегмента, показанной над сегментами. Цвета обозначают величину смещения в каждом субразломе, а векторы обозначают скользящее движение висячей стены (восточная сторона) относительно подножной стены (западная сторона), причем длина пропорциональна смещению. Временные функции источника субразлома показаны внутри каждого субразлома серыми многоугольниками с общим масштабом. (c) Сравнение составного решения для четырех субразломов в модели, предпочтительного тензора момента W-фазы, решения с неопределенностями по результатам бутстрэп-анализа станций (1000 повторных выборок, см. рис. S1) и глобального решения CMT. Цитирование: Lingling Ye et al, The 28 March 2025 Mw 7.8 Myanmar Earthquake: Preliminary Analysis of an ∼480 km Long Intermittent Supershear Rupture, The Seismic Record (2025). DOI: 10.1785/0320250021
Автор: Lingling Ye et al Источник: pubs.geoscienceworld.org
Затишье перед бурей: загадка «сейсмического затишья»

Почему же именно этот участок разлома Сагайн повёл себя так необычно? Ответ, вероятно, кроется в его истории. Оказалось, что часть разлома между городами Мандалай и Нейпьидо вела себя подозрительно тихо больше ста лет. В то время как его северные и южные соседи «разряжались» землетрясениями в 1930, 1956 годах и ранее, этот центральный сегмент молчал, накапливая колоссальное напряжение.

В сейсмологии такие зоны называют «сейсмическими затишьями» или «пробелами». Это вовсе не безопасные места. Наоборот, это бомбы замедленного действия. Годы и десятилетия тишины означают, что энергия не высвобождается мелкими порциями, а копится для одного, но очень мощного удара.

По-видимому, накопленной за столетие энергии оказалось достаточно не только для гигантского 480-километрового разрыва (что сопоставимо с легендарным землетрясением в Сан-Франциско 1906 года), но и для придания ему сверхсдвигового ускорения. Относительная прямолинейность разлома на юге, по мнению учёных, выступила в роли идеальной «трассы» для такого скоростного срыва.

Сравнение наблюдаемых (черные кривые) и прогнозируемых предпочтительной моделью (красные кривые) значений. (а) Телесейсмические смещения грунта P и (б) телесейсмические скорости волн SH. Кривые показаны с истинными относительными амплитудами для P и SH, нормализованными отдельно. Механизмы излучения P и SH, показанные вверху, указывают на распределение углов взлета и азимута, отобранных по данным относительно узлов излучения. Цитирование: Lingling Ye et al, The 28 March 2025 Mw 7.8 Myanmar Earthquake: Preliminary Analysis of an ∼480 km Long Intermittent Supershear Rupture, The Seismic Record (2025). DOI: 10.1785/0320250021
Автор: Lingling Ye et al Источник: pubs.geoscienceworld.org
Уроки, извлечённые из-под земли

Трагедия в Мьянме — это суровое напоминание о силах, дремлющих под нашими ногами. Но с научной точки зрения, это бесценный источник данных. Впервые у сейсмологов оказались настолько чёткие, «прифронтовые» записи сверхсдвигового землетрясения.

Это знание заставляет по-новому взглянуть на оценку сейсмических рисков по всему миру. Длинные и прямые разломы, такие как Северо-Анатолийский в Турции или Сан-Андреас в Калифорнии, теперь выглядят ещё более грозными, ведь мы знаем, что при определённых условиях они способны порождать не просто землетрясения, а «сейсмические сверхзвуковые удары».

Изучение этого феномена не поможет нам предсказывать землетрясения с точностью до дня. Но оно позволяет лучше понять их характер, а значит — строить более устойчивые города и разрабатывать более эффективные системы раннего оповещения. Ведь теперь мы знаем, что иногда между первым толчком и главным ударом могут быть не минуты, а считанные секунды.

1 комментарий

a
С чего решили, что «линия разреза» обязана двигаться с дозвуковой скоростью? Скорее, это какое-то очень странное допущение.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Обзор ручной хинкальницы: как быстро лепить хинкали дома

Популярное грузинское блюдо — хинкали — знакомо многим, ведь его готовят во множестве кафе и ресторанов. Но как сформировать хинкали красивой традиционной формы, если у вас...

Почему Италия управляет кусочками Швейцарии, а Швейцария — кусочками Италии

Иногда смотришь на карту Альп и ловишь себя на странном ощущении: границы здесь выглядят так, будто их рисовал не государственный картограф, а упрямый художник, которому нравилось оставлять...

Что такое Jolla Phone и как он решил вернуться: история компании с корнями Nokia

Финская компания Jolla представила новое поколение собственного смартфона, наследника оригинальной модели 2013 года. Чем же фирма занималась все эти 12 лет и с чего вообще начиналась её история?

Осторожно, говорят «да»! Как не стать жертвой телефонных мошенников

  • Тематическая подборка
  • Оффтопик
Звонок с незнакомого номера может показаться обычным событием, но за приветливым голосом на другом конце провода может скрываться опасность. Телефонные мошенники придумывают всё более изощрённые...

ЮАР – единственная страна мира с тремя равноправными столицами. Как так получилось и для чего это нужно

Большинство стран мира довольствуются одной столицей. Иногда их две, как в Боливии или Нидерландах. А вот Южно-Африканская Республика пошла дальше всех и официально имеет сразу три.

Как выбрать живую ёлку для дома?

  • Тематическая подборка
  • Оффтопик
Запах хвои, смолистые иголки, настоящая лесная красавица в углу гостиной — живая ёлка создаёт ту самую новогоднюю магию, которую не заменит никакой пластик. Но как выбрать дерево,...