Сезон, когда происходит землетрясение, может повлиять на степень провала грунта и разрушений, вызванных этим событием, согласно новому взгляду на два исторических землетрясения, которые произошли около 100 лет назад недалеко от Алматы, Казахстан.
В статье, опубликованной в Seismological Research Letters, исследователи пришли к выводу, что Верненское землетрясение в июне 1887 года магнитудой 7,3 и соседнее землетрясение в Кемине в январе 1911 года магнитудой 7,8, вероятно, вызвали аналогичные сотрясения. Однако землетрясение 1911 года вызвало значительно большее обрушение грунта, вероятно, из-за неглубокого слоя мерзлого грунта, который присутствовал в зимние месяцы.
Замерзший слой мог препятствовать дренажу избыточного порового давления через поверхность во время землетрясения, вызывая разжижение на глубине. По сути, замороженный слой, простирающийся примерно на один метр ниже поверхности, «был слоем герметика, который не позволял рассеиваться поровому давлению», - объяснил Стефано Паролаи, соавтор статьи из Национального института океанографии и экспериментальной геофизики. в Италии.
Выводы предполагают, что сейсмологи должны учитывать потенциальные сезонные различия в характеристиках грунта, «поскольку они проводят вероятностные оценки разжижения или обрушения грунта», - добавил соавтор Денис Сандрон, также из Национального института.
Влияние мерзлого грунта на деформацию грунта уже рассчитано для некоторых типов инфраструктуры, таких как нефтепроводы на Аляске, но Паролаи сказал, что исследование в Казахстане показывает важность учета этих эффектов и в городских районах, особенно когда может стать сезонным эффектом.
Верненское землетрясение 1887 года разрушило почти все глинобитные постройки города и унесло жизни 300 человек. повсеместный провал земли и разрушения и 390 смертей.
Паролаи и его коллеги изучили исторические записи о двух землетрясениях в рамках более крупного проекта по изучению местных эффектов и сейсмического риска в Центральной Азии, который возглавляет Немецкий исследовательский центр геонаук GFZ. Два алматинских землетрясения, включая их вторичные последствия, такие как оползни, «были очень хорошо задокументированы в то время экспедициями Горного ведомства России и Русского горного общества», - сказал Паролаи.
Различия в разрушении грунта между двумя землетрясениями озадачили исследователей. Тот факт, что два землетрясения произошли в разное время года, побудил Сандрона и его коллег задуматься о том, мог ли мерзлый грунт быть фактором обрушения грунта, как отмечали предыдущие исследователи в 1964 году для магнитуды 9 баллов.2 Великое землетрясение на Аляске.
Чтобы изучить эту идею, исследовательская группа создала компьютерное моделирование землетрясений, используя различные модели профиля почвы, которые будут влиять на скорость проходящих через них сейсмических волн, а также данные о температуре (более 100 лет регистрации температуры). существуют для Алматы), чтобы определить вероятность наличия мерзлого слоя грунта на небольшой глубине в течение января.
Одна из других проблем, по словам соавтора Рами Альшембари, ранее работавшего в Международном центре теоретической физики в Италии, а в настоящее время работающего в Эксетерском университете в Великобритании, заключалась в том, чтобы найти способ включить соответствующие данные о сильном движении. записи в моделировании, поскольку «конечно, не было цифровых записей этих двух землетрясений. Мы должны были выбрать наиболее разумные и надежные исследования для ввода сильного движения», в конце концов остановившись на данных, взятых из землетрясения Чи-Чи магнитудой 7,6 в 1999 г. на Тайване, соответствующим образом модифицированные, как наиболее похожие на алматинские землетрясения.
Модели, которые включали в себя один метр глубинного мерзлого слоя в качестве герметика против дренирования порового давления, лучше всего подходили для разрушения грунта, наблюдаемого во время Кеминского землетрясения, пришли к выводу они. Хотя исследователи подозревали, что причиной может быть замороженный слой, Паролаи сказал, что они были удивлены силой эффекта.
Выводы предполагают, что другим сейсмологам следует учитывать сезонность в своих исследованиях эффекта места, отметил он. «Даже в материалах, где мы не ожидаем такого эффекта, из-за местных условий и температуры это может произойти».
"Без этой хорошей документации мы, вероятно, не заметили бы этого эффекта", - сказал Паролаи. «Это говорит нам о том, что хорошие данные, полученные в прошлом, могут быть очень ценными через 100 лет».