Земные ученые постоянно ищут надежный способ прогнозирования землетрясений. Новое исследование профессора Геофизического института Фэрбенкса Университета Аляски Карла Тейпа может помочь в этом стремлении благодаря уникальному стечению обстоятельств.
"Наши наблюдения зафиксировали однозначно интересную последовательность событий", - сказала Лента.
Тейп и его коллеги обнаружили доказательства ускорения активности перед землетрясением 2016 года в зоне бокового разлома в центральной части Аляски. Активность включала явление, известное как очень низкочастотные землетрясения, имея в виду связанный с ним тип энергетических волн.
Обычные землетрясения имеют две связанные энергетические волны, называемые волнами P и S. У очень низкочастотных землетрясений таких сигналов нет. Вместо этого их волны возникают на гораздо более низких частотах.
«Большинство землетрясений начинаются внезапно, но не всегда», - сказала Лучиана Астис, программный директор отдела наук о Земле Национального научного фонда, который поддерживал исследование. «Зона разлома в центральной части Аляски, наблюдаемая с помощью новых научных инструментов, предлагает взглянуть на более сложный процесс. В этом исследовании сообщается о первых наблюдениях медленного процесса, который переходит в землетрясение, что ранее наблюдалось только в лабораторных экспериментах. Эти новые наблюдения способствуют понимание физики землетрясений."
В 2015 году компания Tape установила 13 сейсмических станций в Минто-Флэтс в центральной части Аляски, чтобы зафиксировать активность разломов в этом районе. Девять дней спустя инструменты зафиксировали длительный низкочастотный процесс, обычно наблюдаемый только в глубоких зонах субдукции. Это событие показало небольшую активность, собирающуюся или зародышеобразующую, в центральной области под поверхностью. Это не привело к землетрясению.
Второе подобное событие в 2016 году привело к ключевому наблюдению. В Минто-Флэтс землетрясение магнитудой 3,7 произошло на глубине около 10,5 миль, что само по себе не является чем-то необычным. Однако этому событию предшествовала 12-часовая ускоряющаяся последовательность землетрясений и 22-секундные отчетливые высокочастотные и низкочастотные волны в концентрированном районе.
Тейп сказал, что такое медленное событие, переходящее в разрыв, ранее наблюдалось только в лабораторных экспериментах.
«Процесс разрыва начался, затем он нашел участок разлома, который был готов к работе, и это то, чего люди еще не видели. Это действительно захватывающе», - сказал Тейп.
"Скачок, который мы делаем, и, возможно, более спорная вещь, заключается в том, что этот эмерджентный долгопериодный сигнал, видимый только на вершине разлома, является низкочастотным сигналом, который иногда может превратиться в землетрясение, а иногда нет, " Лента сказала.
Тейп и его коллеги, возможно, видели подобное раньше. В 2012 году подобное небольшое событие было зарегистрировано в центральной части Аляски. В то время под Индийским океаном произошло землетрясение магнитудой 8,6, и его энергия ощущалась во всем мире. Из-за масштаба этого события меньшая активность в центральной части Аляски оказалась в тени. Какой бы сигнал ни подавал сайт Minto Flats, подтвердить не удалось. Тем не менее, это было достаточно интригующе, чтобы оправдать установку датчиков в этом районе.
«Никогда в своих самых смелых мечтах я не ожидал, что мы снова увидим что-то подобное», - сказал Тейп. «Я предположил, что условия, которые произошли в 2012 году, были какими-то уникальными, и что огромные поверхностные волны привели к этому зародышу. Хотя я предложил разместить инструменты на этом участке в предложении, это был последний пункт, который я включил. Я подумал: «Может быть, мы увидим там что-нибудь сумасшедшее».
К 2016 году у Tape были высококачественные станции на вершине разломов Минто-Флэт, примерно в 18 милях от основных событий, и не было землетрясений, усложняющих сбор данных.
«Мы смотрим прямо на этот процесс, и он показал, что именно во время тремороподобного сигнала появляется этот долговременный сигнал, который намекает на то, что движет этой фазой зарождения», - сказал он.
Геологи давно ищут что-то подобное. Так почему никто не видел?
«Я говорю: «Я не знаю», - сказал Тейп. «Я собираюсь предположить, что все искали что-то до зубца P целую вечность. Это наводит меня на мысль, что в этой зоне разлома есть что-то особенное».
Минто-Флэтс имеет глубокий осадочный бассейн, сдвиговые разломы, активную тектонику и глубокие землетрясения; это необычный сайт.
«В некотором смысле я бы хотел, чтобы не было ничего особенного. Я хотел бы, чтобы это было глобальное явление, которое мы обнаружили, но это не так», - сказал Тейп. «Похоже, условия в Minto Flats особенные».
Результаты исследования будут опубликованы в последнем номере журнала Nature Geoscience. Статья называется «Сложность зарождения землетрясений и разломов в нижней части земной коры Центральной Аляски».
Проект в основном финансировался проектом CAREER Национального научного фонда, который поддерживал Тейпа и его студенческих соавторов, Випула Силвала и Кайла Смита.