За годы до того, как разрушительное землетрясение Тохоку обрушилось на побережье Японии в 2011 году, земная кора вблизи места землетрясения начала колебаться. Исследователи из Техасского университета в Остине используют компьютерные модели, чтобы выяснить, могут ли крошечные толчки, обнаруженные рядом с этим местом, быть связаны с самой катастрофой.
Исследование может помочь ученым лучше понять силы, вызывающие землетрясения с мегатолчами - самый мощный тип землетрясений в мире - и улучшить оценку опасности землетрясений. Исследование было опубликовано 15 декабря 2018 года в журнале Earth and Planetary Science Letters..
Ведущий автор Торстен Беккер, профессор Школы наук о Земле Джексона при Техасском университете и исследователь Института геофизики Техасского университета, сказал, что это было первое всестороннее исследование, показывающее изменения в едва заметной треморной активности перед мегатрясением Тохоку..
«Часть земной коры, расположенная рядом с местом, где произошел разрыв, изменяет стрессовое состояние за пару лет до события», - сказал Беккер. «Демонстрируя это, наша работа дополняет исследования деформации земной коры и наше понимание сил, вызывающих землетрясения».
Институт геофизики является исследовательским подразделением Школы наук о Земле Джексона.
Хотя местонахождение толчков вызывает вопросы об их потенциальной связи с землетрясением, Беккер сказал, что на данный момент неизвестно, связаны ли эти два события. Однако сейсмическая сигнатура толчков помогает уточнить компьютерную модель, которая может помочь распутать связь. Этот новый метод моделирования позволяет ученым создавать четырехмерное изображение земной коры и взаимодействия между тектоническими плитами, показывая, как силы, воздействующие на разлом, меняются с течением времени.
После ввода сейсмических данных модель соответствовала наблюдениям за деформацией плиты в годы до и после землетрясения. Это позволило ученым сделать выводы о том, какие силы действуют на границе плит, в точке, где одна плита погружается в горячую вязкую мантию Земли. В этом полурасплавленном слое твердые породы просачиваются и ведут себя неожиданным образом, поэтому понимание динамики слоя может помочь определить связь между давлением вдоль разлома до и после сильного землетрясения.
Новое исследование важно, потому что модель изначально была разработана с использованием другого набора данных: геодезической информации о форме поверхности Земли. Получая аналогичные результаты, используя разные наборы данных - сейсмические волны и изменения формы планеты - ученые могут быть гораздо более уверены в точности моделей землетрясений.
Беккер считает, что при правильном исследовании и поддержке передовые компьютерные модели можно использовать для изучения физики землетрясений и, возможно, способствовать улучшению прогнозов.
В настоящее время ученые в лучшем случае могут предложить карты опасностей, показывающие известные зоны землетрясений и смутную вероятность землетрясения в ближайшие десятилетия. Если бы мы знали больше о том, когда и где может произойти такое землетрясение, даже в течение нескольких лет, это значительно улучшило бы текущие прогнозы землетрясений и, возможно, дало бы властям и промышленности достаточно времени для подготовки к такому событию.
С этой целью авторы надеются, что их исследование внесет свой вклад в глобальные усилия по улучшению оценки опасности землетрясений, такие как Совместная лаборатория моделирования для субдукции RCN, новая исследовательская сеть сотрудничества под руководством UT, финансируемая Национальным научным фондом (NSF).).