Вы готовы к большой встряске? Ползучий участок разлома Сан-Андреас может оказаться не таким безобидным

Большинство людей слышали о разломе Сан-Андреас. Это чудовище длиной 800 миль, которое рассекает Калифорнию с юга на север, поскольку две тектонические плиты медленно трутся друг о друга, угрожая вызвать сильные землетрясения.

3 основных раздела

Менее известен тот факт, что Сан-Андреас состоит из трех основных частей, которые могут двигаться независимо друг от друга. Во всех трех пластины пытаются двигаться друг мимо друга в противоположных направлениях, как две руки, трущиеся друг о друга.

В южной и северной частях, пластины большую часть времени сцеплены в опасном, неподвижном объятии. Это приводит к тому, что напряжения накапливаются годами, десятилетиями или столетиями. Наконец наступает переломный момент; две стороны яростно проносятся мимо друг друга, и происходит землетрясение.

Однако в центральной части которая разделяет две другие, пластины проскальзывают друг относительно друга на приятных, стабильных 26 миллиметрах или около того каждый год. Это предотвращает накопление напряжений и не вызывает больших землетрясений. Это называется сейсмической ползучести.

Но…

Теперь исследование горных пород, пробуренных на глубине почти 2 миль, показывает, что в центральной части произошло много крупных землетрясений, в том числе некоторые из них, которые могли быть относительно недавними. Исследование, в котором используются новые методы химического анализа для измерения нагрева горных пород во время доисторических землетрясений, только что появилось в онлайн-издании журнал Геология.

“Это означает, что мы можем получить более сильные землетрясения в центральной части, чем мы думали.— сказала ведущий автор Женевьев Коффи, которая проводила исследование в качестве аспиранта Земной обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета. “Мы должны осознавать, что этот потенциал есть, что это не всегда просто непрерывное ползучести.”

Угрозы Сан-Андреаса легион

северная часть стал местом катастрофического Землетрясение 1906 года в Сан-Франциско магнитудой 7,9, в результате которого погибло 3000 человек и сровняло с землей большую часть города. Кроме того, землетрясение M6.9 в Лома-Приета 1989 г.в результате которого погибло более 60 человек и обрушилась главная эстакада.

Южная часть вызвал Землетрясение 1994 г. магнитудой 6,7 в Нортридже недалеко от Лос-Анджелеса, также погибло около 60 человек. Многие ученые считают он накапливает энергию для события масштаба 1906 года.

Центральная часть, напротив, выглядит безобидной. Известно, что только один небольшой район, недалеко от его южной оконечности, вызывает настоящие землетрясения. Там события магнитудой 6 — не такие опасные по большинству стандартов — происходят примерно каждые 20 лет.

Высокая регулярность землетрясений центрального участка

Из-за их регулярности ученые, надеющиеся изучить подсказки, которые могут сигнализировать о приближающемся землетрясении, создали крупную обсерваторию на вершине разлома недалеко от города Паркфилд. Он имеет скважину глубиной 3,2 км, из которой были извлечены керны горных пород, а также инструменты для мониторинга над и под землей. Коффи и ее коллеги проанализировали камень со дна скважины.

Когда разломы при землетрясении сдвигаются, трение движущихся частей может привести к скачкам температуры на сотни градусов выше температуры окружающих пород. Это нагревает породы, изменяя состав органических соединений в любых осадочных образованиях вдоль пути разлома.

Недавно соавторы исследования Пратигья Полиссар и Хизер Сэвидж выяснили, как использовать преимущества этих так называемых биомаркеров, используя измененные составы для картирования доисторических землетрясений.

Они говорят, что, рассчитывая степень нагрева горной породы, они могут определить прошлые события и оценить, как далеко сместился разлом; исходя из этого, они могут примерно экстраполировать размеры возникающих землетрясений. В Ламонт-Доэрти они усовершенствовали метод на северо-востоке США, на Аляске и у берегов Японии.

Результаты исследования

В новом исследовании исследователи обнаружили множество таких измененных составов в полосе сильно нарушенных осадочных пород, лежащих на глубине между 3192 и 3196 метрами. В целом, говорят они, черноватая рассыпчатая субстанция имеет признаки более чем 100 землетрясений.

В большинстве случаев разлом, по-видимому, прыгнул более чем на 1,5 метра (5 футов). Это приведет к землетрясению магнитудой не менее 6,9 балла, масштабу разрушительных событий в Лома-Приета и Нортридже.

Но многие вполне могли быть и больше, говорят исследователи, потому что их метод оценки магнитуды землетрясений все еще развивается. Они говорят, что землетрясения в центральной части могли быть похожи на другие крупные события в Сан-Андреасе, включая то, которое разрушило Сан-Франциско.

Текущая официальная модель опасности землетрясения в Калифорнии, используемая для установления строительных норм и тарифов на страхование, действительно включает отдаленную возможность большого разрыва центральной секции. Но включение этой возможности, полученной с помощью математических расчетов, было спорным, учитывая отсутствие доказательств любого такого предшествующего события.

Новое исследование, по-видимому, является первым, указывающим на то, что такие землетрясения действительно происходили здесь. Авторы говорят, что они могли возникнуть в центральной части или, что более вероятно, начаться на север или юг и мигрировать через центральную часть.

Итак, когда произошли эти землетрясения?

В траншеях, вырытых палеосейсмологами в центральной части, не было обнаружено никаких нарушенных слоев почвы, которые указывали бы на землетрясения, разрывавшие поверхность за последние 2000 лет, что является пределом для обнаружения с использованием этого метода в этом регионе.

Но 2000 лет — это мгновение с геологической точки зрения. Кроме того, при раскопках могло отсутствовать любое количество землетрясений, которые не обязательно разорвали поверхность в определенных местах.

Исследователи использовали второй новый метод для решения этого вопроса. Биомаркеры проходят по очень узким полосам, от микроскопических до нескольких сантиметров в ширину. Всего в нескольких дюймах или футах порода нагревается ровно настолько, чтобы вытеснить часть или весь газообразный аргон, присутствующий там естественным образом.

К счастью для авторов, другие ученые уже давно используют отношение радиоактивного калия к аргону, на который медленно распадается калий, для измерения возраста горных пород. Чем больше аргона по сравнению с калием, тем старше порода. Таким образом, если часть или весь аргон вытесняется теплом, вызванным землетрясением, радиоактивные «часы» сбрасываются, и камень выглядит моложе, чем тот же самый соседний камень, который не был нагрет.

Это именно то, что обнаружила команда. Изученные ими отложения образовались десятки миллионов лет назад в древнем бассейне Тихого океана, который был погружен под Калифорнию. Тем не менее, возраст горных пород, окружающих тонкие зоны сейсмических сдвигов, по калиево-аргоновым часам оказался всего 3,2 миллиона лет.

Это устанавливает временные рамки, но только расплывчатые, потому что ученые до сих пор не знают, как судить о количестве вытесненного аргона и, таким образом, насколько точно часы могли быть переустановлены. Это означает, что 3,2 миллиона лет — это всего лишь верхний возрастной предел для самых последних землетрясений, сказал Коффи; на самом деле, некоторые из них могли произойти всего несколько сотен или нескольких тысяч лет назад, сказала она. Сейчас группа работает над новым проектом по уточнению интерпретации возраста.

“В конечном счете, наша работа указывает на возможность землетрясений более высокой магнитуды в центральной Калифорнии и подчеркивает важность включения центральной [San Andreas Fault] и другие ползучие разломы при расчете сейсмической опасности,— пишут авторы.

Уильям Элсворт, геофизик из Стэнфордского университета, руководивший исследованиями на месте бурения, отметил, что, хотя возможное сильное землетрясение включено в официальную оценку опасности штата, «Большинство исследователей землетрясений считают, что они случаются редко, так как тектонические напряжения вдоль нее в настоящее время не накапливаются значительными темпами, если вообще накапливаются.” он сказал.

Морган Пейдж, сейсмолог из Геологической службы США, соавтор оценки опасности, сказал, что исследование открывает новые горизонты. “Ползучий участок – трудное место для проведения палеосейсмологии, потому что следы землетрясений могут быть легко стерты ползучестью.” она сказала. “Если это подтвердится, то это первое свидетельство крупного сейсмического разрыва в этой части разлома.”

Она сказала, что если сильное землетрясение может разорвать ползучий участок, это означает, что возможно — хотя шансы будут маловероятными — начаться с самой южной оконечности Сан-Андреас, пройти через центральный участок и продолжить вплоть до конца северного участка — так называемого «Большого», о котором люди любят рассуждать.

“Я в восторге от этих новых данных и надеюсь, что мы сможем использовать их, чтобы лучше ограничить эту часть нашей модели.” она сказала.

Насколько это должно волновать калифорнийцев?

“Люди не должны тревожиться,— сказал геолог Ламонт-Доэрти и соавтор исследования Стивен Кокс. “Строительные нормы и правила в Калифорнии сейчас довольно хорошие. Сейсмические явления неизбежны. Такая работа помогает нам понять, какое событие является самым большим из возможных, и помогает всем подготовиться.”

Так что начинайте готовиться сейчас, пока не поздно. Потому что дело не в том, если, а в том, когда этот Большой ударит!