Ученые, исследующие морское дно у берегов Аляски, нанесли на карту геологическую структуру, которая, по их словам, сигнализирует о возможном сильном цунами в районе, который обычно считается безопасным. Они говорят, что эта особенность очень похожа на ту, которая вызвала цунами Тохоку в 2011 году у побережья Японии, в результате которого погибло около 20 000 человек и расплавились три ядерных реактора. Такие структуры могут скрываться непризнанными в других регионах мира, говорят ученые. Результаты опубликованы в печатном издании журнала Nature Geoscience.
Открытие «предполагает, что эта часть Аляски особенно подвержена возникновению цунами», - сказала сейсмолог Энн Бесель из Земной обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета, которая руководила исследованием. «Возможность того, что такие особенности широко распространены, имеет глобальное значение». По ее словам, помимо Аляски волны могут ударить и по более южным побережьям Северной Америки, Гавайям и другим частям Тихого океана..
Цунами могут возникать, когда гигантские плиты океанской коры погружаются под прилегающую континентальную кору, этот процесс называется субдукцией. Некоторые плиты застревают на десятилетия или столетия, и напряжение нарастает, пока они внезапно не соскользнут друг с друга. Это вызывает сильное землетрясение, и океанское дно может подпрыгнуть вверх или вниз, как выпущенная пружина. Это движение передается вышележащей воде, создавая поверхностную волну.
Цунами 2011 года в Японии стало неожиданностью, потому что оно частично пришло на «ползучий» участок морского дна, где плиты постоянно движутся, высвобождая напряжение в частых небольших землетрясениях, которые должны предотвратить возникновение большого. Но исследователи теперь признают, что это может не всегда работать таким образом. У берегов Японии часть переднего края преобладающей континентальной плиты несколько отделилась от основной массы. Когда относительно небольшое землетрясение сместило этот оторвавшийся клин, он подпрыгнул, выпустив волну, которая местами достигала 130 футов. В ретроспективе явный признак опасности: разлом на морском дне, разграничивший границу отделенного участка в сторону суши от «желоба», зоны, где две плиты первоначально встречаются. Было известно, что ошибка существует, но никто не понял, что она означает.
Исследователи в новом исследовании нанесли на карту аналогичную систему в Шумагинском ущелье, зоне ползучей субдукции в конце полуострова Аляска, примерно в 600 милях от Анкориджа. Сегмент является частью дуги субдукции, охватывающей полуостров и Алеутские острова. Плывя на специально оборудованном исследовательском судне, ученые использовали относительно новую технологию для проникновения вглубь морского дна с помощью мощных звуковых импульсов. Читая эхо, они создали карты, похожие на компьютерную томографию, как поверхности, так и того, что находится под ней. Недавно нанесенный на карту разлом лежит между траншеей и берегом и простирается примерно на 90 миль под водой более или менее параллельно суше. На морском дне он отмечен уступами высотой около 15 футов, что указывает на то, что дно опустилось с одной стороны и поднялось с другой. Разлом простирается более чем на 20 миль, вплоть до того места, где две плиты движутся друг против друга.
Команда также проанализировала небольшие землетрясения в регионе и обнаружила кластер сейсмичности, где недавно выявленный разлом встречается с границей плиты. Это, мол, подтверждает, что неисправность может быть активной. Модели землетрясений также предполагают, что свойства трения на стороне разлома, обращенной к морю, отличаются от свойств на стороне, обращенной к суше. Эти различия могли создать разлом, медленно отрывающий регион от основной массы; или неисправность может быть остатками прошлого внезапного движения. В любом случае это сигнализирует об опасности, говорит соавтор Донна Шиллингтон, сейсмолог Ламонт-Доэрти.
«Из-за этой большой ошибки внешняя часть плиты могла двигаться независимо и сделать цунами намного более эффективным», - сказал Шиллингтон. «Вы получаете гораздо больше вертикального движения, если движущаяся часть находится близко к поверхности морского дна». Грубая аналогия: представьте, что вы отламываете небольшой кусочек обеденной тарелки, кладете два куска вместе на стол и стучите по столу снизу; меньший кусок, вероятно, подпрыгнет выше, чем если бы тарелка была цельной, потому что ее меньше удерживает.
Другие части Алеутской зоны субдукции уже известны как опасные. Землетрясение 1946 года и цунами, возникшие дальше на запад, унесли жизни более 160 человек, большинство из которых на Гавайях. В 1964 г. в результате землетрясения на море в результате оползней и цунами погибло около 140 человек, в основном на Аляске; 19 человек погибли в Орегоне и Калифорнии, а волны были обнаружены даже в Папуа-Новой Гвинее и даже в Антарктиде. В июле 2017 года землетрясение у западной оконечности Алеутских островов вызвало предупреждение о цунами во всем Тихом океане, но, к счастью, оно вызвало лишь шестидюймовую локальную волну.
Что касается Шумагинского ущелья, то в 1788 году русские колонисты, жившие в то время на близлежащем острове Унга, зафиксировали сильное землетрясение и цунами, которые стерли с лица земли прибрежные постройки и убили многих коренных алеутов. Исследователи говорят, что он мог образоваться в Шумагинском ущелье, но в этом нет никакой уверенности. Роб Уиттер, геолог из Геологической службы США (USGS), исследовал береговую линию в поисках доказательств такого цунами, но до сих пор доказательства ускользали от него, сказал он. Потенциальная опасность «остается здесь загадкой», сказал он. «Мы так мало знаем об опасностях зон субдукции. Каждая крупица новой информации о том, как они работают, ценна, включая результаты этой новой статьи».
Авторы говорят, что, кроме Японии, такая разломная структура хорошо задокументирована только у российских Курильских островов, к востоку от Алеутских островов. Но Шиллингтон сказал: «У нас нет изображений многих мест. Если бы мы осмотрели мир, мы, вероятно, увидели бы намного больше. Джон Миллер, ученый Геологической службы США на пенсии, который изучал Алеутские острова, сказал, что его собственная работа предполагает, что другие сегменты дуги имеют другие угрожающие особенности, которые напоминают как те, что в Шумагине, так и у берегов Японии. получил широкое признание», - сказал он.
Сейсмологи Ламонта изучают землетрясения на Алеутских островах с 1960-х годов, но первые исследования проводились в основном на суше. По словам Беселя, в 1980-х годах Геологическая служба США собирала данные того же типа, что и в новом исследовании, но сейсмическое оборудование, способное теперь производить гораздо более подробные изображения глубоко под морским дном, сделало возможным это последнее открытие. Она и другие провели съемку изображений на борту « Маркуса Г. Лангсета», флагманского судна Соединенных Штатов для акустических исследований. Принадлежит Национальному научному фонду США, им управляет Ламонт-Доэрти от имени национальных университетов и других исследовательских институтов.