Геологи давно считают, что центральная часть знаменитого разлома Сан-Андреас в Калифорнии - от Сан-Хуан-Баутиста на юг до Паркфилда, на расстоянии около 80 миль - имеет устойчивое ползучее движение, обеспечивающее безопасное высвобождение энергии.
Ползучесть в центральной части Сан-Андреаса в течение последних нескольких десятилетий, по общему мнению, снизила вероятность сильного землетрясения, которое разорвет весь разлом с севера на юг.
Однако новое исследование, проведенное двумя геофизиками из Университета штата Аризона, показывает, что движения грунта вдоль этого центрального участка не были плавными и устойчивыми, как считалось ранее.
Вместо этого активность представляет собой последовательность небольших скачкообразных движений, иногда называемых «медленными землетрясениями», которые высвобождают энергию в течение нескольких месяцев. Хотя эти медленные землетрясения проходят незамеченными людьми, исследователи говорят, что они могут вызвать сильные разрушительные землетрясения в их окрестностях. Одним из таких землетрясений было событие магнитудой 6, которое потрясло Паркфилд в 2004 году.
«То, что выглядело как устойчивая, непрерывная ползучесть, на самом деле состояло из эпизодов ускорения и замедления вдоль разлома», - говорит Мостафа Хошманеш, аспирант Школы исследования Земли и космоса (SESE) АГУ. Он является ведущим автором статьи Nature Geoscience, в которой сообщается об исследовании.
«Мы обнаружили, что движение по разлому начиналось каждые один-два года и продолжалось в течение нескольких месяцев, прежде чем прекратилось», - говорит Манучхер Ширзаи, доцент SESE и соавтор статьи.
«Эти эпизодические медленные землетрясения приводят к увеличению нагрузки на заблокированные сегменты разлома к северу и югу от центральной части», - говорит Ширзаи. Он указывает, что на этих фланговых участках произошло два землетрясения магнитудой 7,9 в 1857 г. (Форт Техон) и 1906 г. (Сан-Франциско).
Ученые также предполагают механизм, который может вызывать движения стоп-энд-гоу.
«Разломные породы содержат жидкую фазу, которая находится в промежутках между частицами, называемых поровыми пространствами», - говорит Хошманеш. «Периодическое уплотнение материала разлома вызывает кратковременное повышение давления жидкости, что разжимает разлом и облегчает движение».
Взгляд под землю с околоземной орбиты
Двое ученых использовали данные радиолокатора с синтезированной апертурой с орбиты за 2003-2010 годы. Эти данные позволили им составить карту ежемесячных изменений грунта вдоль центральной части Сан-Андреас. Они объединили подробные наблюдения за движением грунта с сейсмическими записями в математическую модель. Модель позволила им изучить движущий механизм медленных землетрясений и их связь с сильными близлежащими землетрясениями.
«Мы обнаружили, что эта часть разлома в среднем перемещается примерно на три сантиметра в год, чуть больше дюйма», - говорит Хошманеш. «Но иногда движение полностью останавливается, а иногда оно смещается на 10 сантиметров в год, или около четырех дюймов».
Картина центральной части разлома Сан-Андреас, полученная в результате их работы, предполагает, что ее прерывистое движение в небольшой временной шкале напоминает движение других частей разлома Сан-Андреас.
Они отмечают, что новое наблюдение имеет важное значение, поскольку оно раскрывает новый тип движения разломов и механизм запуска землетрясений, который не учитывается в текущих моделях опасности землетрясений, используемых для Калифорнии.
Как объясняет Ширзаи: «Основываясь на наших наблюдениях, мы считаем, что сейсмическая опасность в Калифорнии меняется со временем и, вероятно, выше, чем люди думали до сих пор». Он добавляет, что точные оценки этой переменной опасности необходимо включать в оперативные системы прогнозирования землетрясений.
Как говорит Хошманеш, «исходя из современных моделей, не зависящих от времени, существует 75-процентная вероятность землетрясения магнитудой 7 или больше как в северной, так и в южной Калифорнии в течение следующих 30 лет».