На протяжении более века руководящим принципом в сейсмологии было то, что землетрясения повторяются с полурегулярными интервалами в соответствии с «сейсмическим циклом». В этой модели напряжение, которое постепенно накапливается вдоль заблокированного разлома, полностью высвобождается при сильном землетрясении. Однако недавно сейсмологи поняли, что землетрясения часто происходят группами, разделенными промежутками, и одна исследовательская группа теперь утверждает, что вероятность повторения толчков зависит от того, продолжается ли группа землетрясений или нет..
В понедельник, 23 сент. В 2019 году на ежегодном собрании GSA в Фениксе Сет Стейн, профессор геологических наук Диринга в Северо-Западном университете, представит новую модель, которая, по его мнению, и его соавторы лучше объясняет сложность «суперциклов», наблюдаемых в многолетние записи землетрясений. «Один из способов думать об этом состоит в том, что у разломов есть горячие полосы - кластеры землетрясений - а также спады - разрывы землетрясений - точно так же, как спортивные команды», - говорит Штейн.
В традиционной концепции сейсмического цикла, объясняет Штейн, вероятность сильного землетрясения зависит исключительно от количества времени, прошедшего с момента последнего сильного толчка, перезагрузившего систему. В этом простом случае, говорит он, ошибка имеет только «кратковременную память».
«Единственное, что имеет значение, - говорит Штейн, - это когда было последнее сильное землетрясение. Часы сбрасываются каждый раз, когда происходит большое событие».
Но эта модель нереалистична, утверждает он. «Мы никогда не стали бы предсказывать результаты спортивной команды, основываясь на том, как они выступили во время предыдущей игры», - говорит Штейн. «Остальная часть сезона, вероятно, будет гораздо более полезной».
Геологи иногда видят долгосрочные закономерности в палеосейсмических записях, которые не может объяснить модель сейсмического цикла. В этих случаях, говорит Штейн, «не все накопленное напряжение было высвобождено после одного сильного землетрясения, поэтому у этих систем есть то, что мы называем «долговременной памятью».
Чтобы получить представление о том, как будет функционировать система с долговременной памятью ошибок, исследователи взяли окна в 1 300 лет - период времени, за который у геологов могут быть разумные записи, - из смоделированных 50 лет., 000-летние палеосейсмические записи. Результаты показывают, что интервалы повторения землетрясений сильно различались в зависимости от того, какое 1300-летнее окно исследовали ученые.
Поскольку задействованы случайные элементы, говорит Штейн, в некоторых случаях интервалы повторения кажутся периодическими, а в других случаях они выглядят сгруппированными. «Но разлом не изменил своих свойств», - говорит он. В конце концов, модель предсказывает, что землетрясения высвободят большую часть накопленной деформации, после чего система перезагрузится, и «полоса» разлома прекратится.
Согласно этой модели долговременной памяти неисправностей, вероятность возникновения землетрясения контролируется напряжением, хранящимся в разломе. Это зависит от двух параметров: скорости накопления деформации вдоль разлома и степени высвобождения деформации после каждого сильного землетрясения. «Обычная модель цикла землетрясений предполагает, что имеет значение только последнее землетрясение, - говорит Штейн, - тогда как в новой модели влияние оказывают более ранние землетрясения, и эта история влияет на вероятность землетрясения в будущем». Он говорит, что после сильного землетрясения все еще может оставаться много напряжения, поэтому неисправность будет в полосе горячих ударов. В конце концов, однако, большая часть напряжения высвобождается, и разлом резко снижается.
В конечном счете, говорит Штейн, опасность землетрясения зависит от того, является ли разлом резким или полосовым. «В зависимости от того, какое из этих предположений вы сделаете, - говорит он, - вы можете получить вероятность землетрясения намного выше или намного ниже».
Сейсмологи еще не придумали убедительного способа определить, находится ли разлом в кластере или нет. В результате, говорит Штейн, «в оценках вероятности землетрясения существует гораздо большая неопределенность, чем люди хотели бы признать».