В апреле 2015 года Непал, и особенно регион вокруг столицы Катманду, был поражен мощным толчком. Землетрясение магнитудой 7,8 разрушило целые деревни, транспортные пути и памятники культуры, число погибших составило около 9 000 человек.
Однако страна все еще может столкнуться с угрозой гораздо более сильных землетрясений магнитудой 8 и более баллов. К такому выводу пришла группа геологов из ETH Zurich на основе новой модели зоны столкновения Индийской и Евразийской плит в районе Гималаев.
Используя эту модель, группа исследователей ETH, работающая с докторантом Лукой Даль Зилио из группы, возглавляемой профессором Тарасом Герей в Институте геофизики, впервые выполнила моделирование циклов землетрясений с высоким разрешением в поперечное сечение зоны разрыва.
Во время землетрясения 2015 г. произошел лишь частичный разрыв главного гималайского разлома, разделяющего две континентальные плиты. Фронтальная, приповерхностная часть зоны разрыва, где Индийская плита погружается под Евразийскую плиту, не поскользнулся и остается в состоянии стресса», - объясняет Дал Зилио, ведущий автор исследования, которое недавно было опубликовано в журнале Nature Communications.
Обычно сильное землетрясение снимает почти все напряжение, которое накопилось вблизи очага в результате смещения плит. «Наша модель показывает, что, хотя землетрясение Горкха снизило уровень напряжения в части зоны разрыва, напряжение фактически увеличилось во фронтальной части вблизи подножия Гималаев. Очевидный парадокс заключается в том, что землетрясения «средней силы», такие как Горкха может создать условия для еще более сильного землетрясения», - говорит Даль Зилио.
Сотрясения магнитудой Горхинского землетрясения снимают напряжение только в более глубоких частях системы разломов на протяжении 100 километров. В свою очередь, в приповерхностных участках зоны разрыва накапливаются новые, еще большие напряжения.
Согласно моделированию, выполненному Далем Зилио и его коллегами, потребуется еще два или три землетрясения Горкха, чтобы создать достаточное напряжение для землетрясения магнитудой 8,1 или более. При таком землетрясении зона разрыва разрывается во всем диапазоне глубин, простираясь до поверхности Земли и в стороны - по гималайской дуге - на сотни километров. В конечном итоге это приводит к полному снятию напряжения в этом сегменте системы разломов, общая протяженность которого составляет около 2000 километров.
Исторические данные показывают, что мегасобытия такого рода происходили и в прошлом. Например, Ассамское землетрясение 1950 г. имело магнитуду 8,6 с разрывом зоны разрыва на протяжении нескольких сотен километров и во всем диапазоне глубин. В 1505 году произошло гигантское землетрясение достаточной силы, чтобы образовался примерно 800-километровый разрыв в главном гималайском разломе. «Новая модель показывает, что мощные землетрясения в Гималаях имеют не одну форму, а как минимум две, и что их циклы частично перекрываются», - говорит Эди Кисслинг, профессор сейсмологии и геодинамики. Суперземлетрясения могут происходить с периодичностью от 400 до 600 лет, тогда как «средние» землетрясения, такие как Горха, повторяются до нескольких сотен лет. Поскольку циклы перекрываются, исследователи ожидают, что мощные и опасные землетрясения будут происходить через неравные промежутки времени.
Однако они не могут предсказать, когда в следующий раз произойдет еще одно чрезвычайно сильное землетрясение. «Никто не может предсказать землетрясения, даже с помощью новой модели. Однако мы можем улучшить наше понимание сейсмической опасности в конкретном районе и принять соответствующие меры предосторожности», - говорит Кисслинг.
Двумерная модель с высоким разрешением также включает результаты некоторых исследований, опубликованных после землетрясения в Горхе. Для создания симуляций исследователи использовали мэйнфрейм-компьютер Euler в ETH Zurich. «Трехмерная модель была бы более точной и позволила бы нам сделать выводы о западной и восточной окраинах Гималаев. Однако для моделирования всех 2000 километров зоны разрыва потребуются огромные вычислительные мощности», - говорит Даль Зилио.