Как два разлома могут спровоцировать мегаземлетрясение: новое открытие о сейсмической активности в Северо-Западной Америке

Землетрясения являются одним из самых опасных и непредсказуемых природных явлений, которые могут привести к серьезным разрушениям и жертвам. Особенно уязвимы к землетрясениям те регионы, где расположены несколько сейсмически активных разломов, которые могут сдвигаться в разных направлениях и вызывать сильные толчки. Такой регион является Пьюджет-Саунд в Северо-Западной части США, где находится крупный город Сиэтл и его окрестности.

В этом регионе известно два основных разлома, которые представляют угрозу для населения и инфраструктуры: Сиэтлский разлом и Седлообразный разлом. Сиэтлский разлом проходит под самим городом Сиэтлом и его пригородами, а Седлообразный разлом пересекает Олимпийский полуостров недалеко от озера Кашман. Оба этих разлома относятся к типу обратных разломов, то есть те, в которых одна сторона поднимается относительно другой при сжатии земной коры.

Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показало, что эти два разлома не только способны вызывать сильные землетрясения по отдельности, но и могут сдвигаться одновременно или с небольшим интервалом времени, усиливая эффект друг друга. Исследователи использовали современные методы датировки по годичным кольцам деревьев и радиоуглеродному анализу, чтобы определить точную дату последнего крупного землетрясения на Сиэтлском разломе, которое произошло примерно 1100 лет назад. Оказалось, что это землетрясение совпало по времени с землетрясением на Седлообразном разломе, которое также было зафиксировано по изменениям уровня озера Кашман.

Исследователи также смогли уточнить дату этих землетрясений с высокой точностью, сужая ее до шестимесячного интервала между осенью 923 года и весной следующего года. Для этого они использовали новый подход, который обнаруживает следы древних солнечных бурь, запечатленные в годичных кольцах деревьев. Солнечные бури — это мощные выбросы заряженных частиц от Солнца, которые могут воздействовать на магнитное поле Земли и вызывать полярные сияния. Они также оставляют свой отпечаток в виде повышенного содержания изотопа углерода-14 в атмосфере, который попадает в растения через фотосинтез. Анализируя содержание углерода-14 в годичных кольцах деревьев, убитых землетрясением, исследователи смогли сопоставить их с известными солнечными бурями и тем самым уточнить дату события.

По оценкам исследователей, если бы Сиэтлский и Седлообразный разломы разорвались одновременно, то вызванное ими землетрясение имело бы магнитуду 7,8 — в несколько раз мощнее, чем если бы они разорвались по отдельности. Такое землетрясение охватило бы гораздо большую территорию и нанесло бы значительно больше ущерба старым кирпичным и бетонным зданиям, а также уязвимым мостам и инфраструктуре. Это сценарий, который не был учтен в картах опасности, строительных кодексах и планах чрезвычайных ситуаций — но он должен быть, считают ученые.

Точная последовательность древних землетрясений остается неясной, сказала соавтор исследования Морган Пейдж из Геологической службы США. Основываясь на статистическом анализе глобальных последовательностей землетрясений, рассчётная вероятность совместного одновременного разлома — 3-к-1. Но также возможно, что два землетрясения будут разделены часами, днями или даже месяцами. В этом случае их магнитуды составляли бы от 7,3 до 7,5.

Сейсмологи раньше относили большинство кластеризованных землетрясений к афтершокам и предполагали, что они происходят на одном и том же разломе, сказал Джон Кэссиди, старший сейсмолог Канадского министерства природных ресурсов, который не участвовал в проекте. Однако новые данные показывают, что это не всегда так, и что разные разломы могут взаимодействовать друг с другом и вызывать цепную реакцию.

Как часто такие двойные землетрясения происходят в регионе Пуджет-Саунд и какова вероятность того, что они повторятся в ближайшем будущем — это вопросы, на которые пока нет точных ответов. Исследователи надеются продолжить свою работу и изучить другие разломы в этом регионе, чтобы получить более полное представление о сейсмической активности и рисках. Они также призывают жителей и власти быть готовыми к возможным землетрясениям и принимать меры по укреплению зданий и снижению уязвимости.