В Южной Калифорнии ученые зафиксировали крайне высокий уровень тектонического напряжения в зоне, где сходятся две важнейшие разломные системы региона — Сан-Андреас и Сан-Хасинто, сообщает Science Daily.
Новое исследование показало, что в районе перевала Кахон-Пасс напряжение уже достигло, а местами и превысило значения, наблюдавшиеся в любой момент за последнюю тысячу лет. По мнению авторов работы, это место может играть роль своеобразных «ворот землетрясения» — узла, от которого зависит, останется ли крупный разрыв в пределах одного разлома или перекинется сразу на обе системы.
Сан-Андреас и Сан-Хасинто принимают на себя основную часть тектонических смещений в Южной Калифорнии. К северо-востоку от Лос-Анджелеса они сближаются в районе Кахон-Пасс — геологически сложной зоне, где разрыв на одном разломе потенциально способен перескочить на другой. После землетрясения Форт-Техон магнитудой 7,9, произошедшего в 1857 году, напряжение на этих участках продолжало накапливаться. Настолько долгий период относительного затишья давно вызывает тревогу у сейсмологов.
Чтобы понять, как менялось напряжение на протяжении столетий, исследователи создали физически обоснованную четырехмерную модель сейсмического цикла. Она описывает поведение разломов в трех измерениях и одновременно отслеживает изменения во времени. В основу модели легла реконструкция тысячи лет землетрясений, составленная по геологическим данным, радиоуглеродному датированию, годичным кольцам деревьев и историческим свидетельствам о разрывах поверхности.
Модель показывает, как каждое землетрясение изменяет напряжение на соседних сегментах, как оно накапливается в спокойные периоды между событиями и как глубокие слои коры постепенно расслабляются после крупных разрывов. Такой подход позволил оценить, насколько сильно вся система разломов уже нагружена сегодня.
Согласно расчетам, нынешний уровень напряжения в регионе выше, чем в любой другой момент за весь тысячелетний период, который охватывала модель. Особенно важным оказался результат, связанный с ролью Кахон-Пасс. Ученые предложили для этой зоны концепцию «ворот землетрясения» — точки соединения разломов, которая может определять, остановится ли разрыв на одной структуре или продолжит распространяться сразу по системам Сан-Андреас и Сан-Хасинто.
Исторические землетрясения показывают, что возможны оба сценария. Землетрясение Форт-Техон 1857 года остановилось у Кахон-Пасс и не перешло на разлом Сан-Хасинто. А землетрясение Райтууд 1812 года, напротив, пересекло этот узел и распространилось по обеим системам как единое событие.
Как отмечают авторы исследования, дело не только в абсолютной величине напряжения на отдельном разломе. Не менее важно, насколько близки уровни напряжения в двух соседних системах. Если они одновременно достигают высоких и похожих значений, повышается вероятность того, что крупный разрыв пересечет узел и охватит сразу оба разлома. Если же разница между ними велика, разрыв с большей вероятностью остановится в районе Кахон-Пасс.
Модель показала, что на участке Сан-Хасинто—Бернардино напряжение достигло 3,6 МПа — это выше любого значения за всю тысячу лет моделирования. На соседнем участке Мохаве Саут разлома Сан-Андреас оно составляет 2,8 МПа. Поскольку оба сегмента находятся под высоким и сравнительно близким по уровню напряжением, система сейчас вошла в конфигурацию, которая в прошлом предшествовала разрывам сразу на нескольких разломах.
По словам сейсмологов, тревогу вызывает не только сам исторический максимум напряжения, но и то, что относительное состояние двух систем все больше приближается к диапазону, связанному с особенно крупными событиями, пересекающими оба разлома одновременно. Такой сценарий может иметь гораздо более тяжелые последствия для региона.
Землетрясение, которое пройдет через Кахон-Пасс и затронет одновременно Сан-Андреас и Сан-Хасинто, вероятно, окажется намного разрушительнее события, ограниченного одной системой. Оно может затронуть густонаселенные и критически важные для инфраструктуры районы, включая агломерацию Лос-Анджелеса, Сан-Бернардино, Риверсайд и долину Коачелья. В самом Кахон-Пасс есть важные транспортные коридоры, железнодорожные линии и энергетическая инфраструктура.
Авторы подчеркивают, что речь не идет о точном прогнозе времени будущего землетрясения. Исследование не говорит, когда именно произойдет следующий сильный толчок. Однако оно показывает, что система находится в критически напряженном состоянии, а физические модели такого типа помогают лучше понять диапазон возможных сценариев.
Разработанный подход может быть полезен не только для Калифорнии. Его можно применять и к другим сложным узлам разломов по всему миру, где характер распределения напряжений определяет, останется ли землетрясение локальным или перерастет в более масштабное событие.
Не все тектонические разломы вызывают землетрясения, выяснили ученые
На Аляске зафиксировали 1750 скрытых землетрясений
Читайте «Мою Планету» в MAX