На сейсмически активных участках земной поверхности существуют «островки покоя». Они находятся в постоянном асейсмичном движении, которое сокращает напряжения – основной фактор сейсмического риска, и фактически предотвращают землетрясения.
Напряжения – фундаментальные характеристики сейсмически активной зоны, оценка которых может позволить предсказывать вероятность возникновения подземного толчка в определенной зоне. Однако напрямую их оценивать невозможно, а косвенные методы оценок сталкиваются с рядом проблем. В частности, ученые обнаружили, что движение литосферных плит в сейсмически активных областях неоднородно: большие участки поверхности постоянно движутся асейсмично, вне зависимости от происходящих подземных толчков.
15 августа 2007 года землетрясение магнитудой 8 произошло в Центральном Перу, погибли около 500 человек. Землетрясение спровоцировало цунами, которое обрушилось на побережье. Сейсмическое событие произошло на стыке океанической литосферной плиты Наска и континентальной Южноамериканской плиты.
Такой регион, где океаническая плита «подползает» под материковую, называется зоной субдукции.
Сразу после этого землетрясения на юге Перу была смонтирована система станций GPS, способная наблюдать постсейсмические деформации земной коры, довольно значительные в первый год после подземного толчка.
Работы по этим наблюдениям возглавил Уго Перфеттини, первый автор работы в Nature. В ней приняли участие ученые из Калифорнийского технологического университета, а также их коллеги из Перу и Франции.
Схема геодезических смещений земной поверхности в период 20-408 дней после основного землетрясения (Перу, 2007 год). Контуры сдвигов в результате самого землетрясения показаны голубым, розовые контуры – плотность афтершоков в первый месяц после землетрясения. Красные линии – более поздние смещения//Perfettini et al
Оказалось, что сразу после землетрясения плита довольно значительно сдвинулась, однако афтершоки (остаточные подземные толчки, следующие за первым, главным) были слишком слабыми для такого сдвига. Другими словами, произошла значительная деформация, но она была асейсмической (асейсмическое смещение или сдвиг – это движение вдоль тектонического разлома в отсутствие каких-либо сейсмических волн).
Эти наблюдения идут вразрез с моделями, разработанными для предсказания движения плит в зоне субдукции. Традиционно считалось, что на границах плит в таких зонах движение возможно только во время сильных землетрясений. А в Перу до половины сдвигов плит были совершенно асейсмичными.
Картографирование этой «асейсмической активности» показало, что она была неупорядоченной: карта ее активности напоминала «лоскутное одеяло», состоящее из территорий, подвергшихся сейсмической и асейсмической деформации. Более того, некоторые области вообще не подвергались сейсмическому воздействию, однако находились в постоянном движении.
Эти области, заключают ученые, являются неким буфером, который частично предотвращает землетрясения.
Дело в том, что подземный толчок происходит тогда, когда напряжения в земной коре, связанные с движением плит, достигают критического значения. Однако постоянное асейсмическое движение буферных областей разряжает это напряжение, поэтому оно не может накопиться в объеме, достаточном для землетрясения.
Еще удивительнее, что одна из самых больших асейсмических зон соответствует подводному хребту Наска в месте его перехода во впадину, прямо у побережья.
«Наличие больших площадей асейсмического движения – это очень хорошая новость. Оно, с одной стороны, снижает сейсмическую угрозу в регионе, а с другой – дает нам больше возможностей для предсказательной работы. Мы по-прежнему не можем сказать, где случится землетрясение, но мы можем показать области накопления напряжений и отсутствия такового.
Если напряжения не накапливаются, сейсмического события не будет»,- объяснил Жан-Филипп Авуа, второй автор работы.
Таким образом, ученые пришли к выводу, что в регионе Перу «два сейсмогенных связанных сегмента разделяются асейсмически движущимся участком». Они продолжили изучать долгосрочную эволюцию таких участков.
Выяснилось, что, если связанные сегменты (области, где напряжения накапливаются и происходят подземные толчки) находятся далеко друг от друга, землетрясения в них будут проходить независимо. Тот же эффект достигается, если разделяющая их асейсмическая зона легко движется независимо. Если же «опасные» зоны находятся очень близко, они эволюционируют вместе, что приводит к «совместному», более сильному, сейсмическому событию.
Ученые продолжают накапливать данные по постсейсмическому движению в зонах субдукции. Они надеются разработать модель, которая позволит описывать эволюцию таких зон в зависимости от расстояния между сейсмически активными участками, размера асейсмического участка и других параметров границы литосферных плит. Данные, полученные по плите Наска в Перу, необходимо обобщить на другие зоны субдукции, например Суматру или Чили, для улучшения прогнозирования сейсмических событий.
