Для оценки смещения поверхности по различным сценариям землетрясения, которые определяются для интерфейса субдукции, использовали метод моделирования упругих полупространственных смещений.
Моделирование деформаций
Измерения деформации коры в период между землетрясениями и во время них показали, что до первого порядка кора может быть аппроксимирована как упругий материал. Математические выражения были получены с использованием теории упругих дислокаций для прогнозирования горизонтальной и вертикальной деформации грунта вследствие проскальзывания (дислокации) в упругой среде.
Для оценки смещения поверхности вследствие различных сценариев землетрясения, которые определяются для интерфейса субдукции Хикуранги, использовали метод моделирования упругих полупространственных смещений. Интервал повторяемости, указанный для каждого сценария землетрясения, уместен, если на границе раздела плит не происходит других значительных землетрясений между последовательными событиями этого типа.
Модель дефицита скольжения использовалась для определения распределения сейсмических скольжений в случае разрыва всей заблокированной части границы раздела субдукции Хикуранги. Данный сценарий предполагает полное восстановление уровня дефицита скольжения каждые 400 лет. Окончание сейсмического проскальзывания по вертикали предполагается на глубине 10 км (аналогично ожидаемому местоположению здесь изотермы 150°C). Таким образом, интервал повторяемости крупных субдукционных событий тяги может быть больше, чем предполагают текущие данные и простое предположение о равномерном накоплении деформации. Однако, учитывая неопределенность, повторение каждые 300-600 лет для события с проскальзыванием на 4-8 метров кажется правдоподобным.
Расчет времени запуска
Модели МОСТ не включают в себя распространение на мелководье менее 10 м или на суше. Для приблизительной оценки нагона воды на сушу обычно используются два подхода.
- Удвоение высоты максимального уровня воды на ближайшей "мокрой" ячейке сетки.
- Применение закона Грина с учетом глубины залегания ближайшей "мокрой" ячейки энергосистемы.
При использовании любого из этих методов следует исходить из значительной неопределенности. Для целей отчета предполагается использовать простое удвоение уровня воды, если требуется приблизительная оценка вероятной высоты подъема. Основная цель моделирования заключается в определении граничных условий для последующего детального моделирования затопления.
Отслеживание через Google Earth
При рассмотрении относительной опасности, исходящей от различных источников цунами, наиболее важными являются уровни воды в ячейках сети, расположенных ближе всего к суше. Поскольку их часто трудно увидеть на печатной странице, результаты моделирования в этих ячейках преобразовываются в формат, который может быть прочитан Google Earth, что позволяет детально изучить любую конкретную прибрежную зону.
На компьютере с установленным Google Earth программа просмотра может быть запущена простым двойным щелчком мыши на интересующем вас файле. Имена файлов Google Earth соответствуют именам файлов, которые появляются над цифрами в отчете. Однако, следует проявлять осторожность при интерпретации результатов, когда заливы соединены с морем каналами шириной менее нескольких километров. Они, вероятно, будут плохо представлены в разрешении выбранной для исследований сетки. Например, не следует полагаться на максимальные уровни воды в порту Веллингтон или Мальборо-Саундс.
Категории землетрясений
Землетрясения, способные вызывать цунами в зонах субдукции, делятся на три категории:
- Землетрясения на границе плит (типичные межпланетные события)
- Землетрясения в пределах субдуцирующей плиты или вышележащей коры (внутриплитные события)
- "Землетрясения цунами", вызывающие значительно большие цунами, чем ожидается от сейсмических волн.
Глубина типичного межпланетного разрыва при землетрясении составляет 10-40 км. Этот диапазон глубин, по-видимому, контролируется физическими и геологическими факторами, такими как температура, состав и глубина основания коры верхней плиты. В более глубоком конце этого разломного интервала находится переходная зона от нестабильного к условно стабильному фрикционному режиму.
Это регион, где деформация снимается медленно скользящими землетрясениями (с проскальзыванием в течение нескольких дней или месяцев), но может разрываться и при большом межплитовом событии, поскольку условно стабильные материалы могут выталкиваться в неустойчивое поле с чрезвычайно высокой скоростью деформации (например, во время землетрясения). В зоне субдукции Хикуранги недавно были обнаружены явления медленного скольжения с помощью приборов непрерывного GPS.
Этот более глубокий предел разрыва можно также оценить по распределению событий малой тяги вблизи границы раздела пластин, а также по более глубокому краю распределения дефицита скорости скольжения на границе раздела пластин, выявленному GPS. Определение предела прорыва при погружении вверх является более проблематичным. Обычно считается, что сейсмическое проскальзывание не может происходить на границе раздела пластин, где температура ниже 150ºC, однако существует вероятность того, что разрыв, возникающий на границе раздела более глубоких пластин, может распространиться и на эту условно-стабильную область.
Метаморфозы во время субдукции
Процессы, призванные контролировать фрикционные свойства поверхностного раздела субдукции, включают реакции дегидратации (приводящие к снижению давления жидкости на границе раздела субдукции), такие, как переход от опала к кварцу, переход от смектита к иллиту и метаморфизм и цементирование цеолитовой фации, которые могут способствовать возникновению сейсмогенного поведения. Обширное уплотнение и потеря пористости субдуцированных отложений в зоне субдукции до 90% (что приводит к увеличению эффективной нагрузки на интерфейс субдукции) также происходит к моменту достижения изотермической температуры 150°C.
Друзья, подписывайтесь на канал. Ставьте лайки и на канал. Впереди много интересных публикаций!
