Научный переворот. Найден новаторский способ предсказывать дрожь земли: причем тут геометрия

Фото: SciTechDaily

Результаты нового исследования бросают вызов традиционному представлению о том, как и почему происходят землетрясения. Ученые обнаружили, что геометрия разломов, в том числе перекосы и сложные структуры внутри зон разломов, на самом деле, играют решающую роль в определении не только вероятности возникновения подземных толчков, но и их силы, пишет SciTechDaily.

К такому выводу пришла команда из Университета Брауна. Исследователи отмечают, что их выводы основаны на исследованиях линий разломов Калифорнии и, по сути, бросает вызов традиционным взглядам, сосредоточенным в основном на трении.

В своей работе ученые изучили геометрический состав горных пород, в которых возникают землетрясения, в результате им удалось приблизиться к разгадке того, что вообще вызывает сейсмические землетрясения.

Команда пришла к выводу, что способ расположения сетей разломов играет решающую роль в определении места возникновения подземных толчков и их силы. По словам одного из ведущих авторов исследования, по сути, их открытие рисует совсем иную картину того, почему вообще происходят землетрясения. Команда также считает, что эти данные играют важную роль для того, где ожидать землетрясения, а где нет, а также для прогнозирования того, где они будут наиболее разрушительными.

В течение десятилетий геофизики по всему миру объясняли землетрясения тем, что напряжение в разломах нарастает до такой степени, что разломы быстро проскальзывают или прорываются мимо друг друга, высвобождая сдерживаемое давление в результате скачкообразного поведения.

Ученые предположили, что быстрое скольжение и последующее интенсивное движение грунта являются результатом нестабильного трения, вероятно, возникающее в местах разломов. В то же время, когда трение стабильно, а плиты медленно скользят друг по другу без землетрясения обеспечивая устойчивое и плавное движение, известное как ползучесть.

По словам Цая, ранее ученые пытались измерить свойства рения, а затем с помощью лабораторных измерений пытались предсказать, произойдет ли там землетрясение. Однако теперь команда считает, что гораздо более уместно — взглянуть на геометрию разломов в сетях, так как именно сложная геометрия структур вокруг этих границ создает такое нестабильное и стабильное поведение.

Авторы исследования отмечают, когда речь идет о предсказании землетрясений и их силы с помощью геометрии, следует учитывать такие сложности в структурах горных пород, а именно:

• изгибы;
• разрывы;
• переступы.

В своей работе ученые использовали математическое моделирование и изучение зон разломов в Калифорнии с использованием данных из базы четвертичных разломов Геологических служб США и Калифорнии.

В ходе исследования ученые проанализировали данные по разломам в Калифорнии, в том числе и разлому Сан-Андреас, и обнаружили, что зоны разломов, имеющие сложную геометрию под ними (то есть не были выровнены), оказались подвержены более сильным движениям грунта, чем менее геометрически сложные. Таким образом, в некоторых из этих зон землетрясения будут более сильные, в других — слабее, а в третьих — они будут отсутствовать полностью.

Ученые признают, потребуются дополнительные исследования, чтобы окончательно проверить модель, однако первоначальная работа и ее результаты уже выглядят весьма перспективно. В особенности потому, что выравнивание или несовпадение разломов легче измерить, чем свойства трения разломов. Если ученым удастся подтвердить эффективность этой работы, в будущем мы наконец-то сможем прогнозировать землетрясения, а также то с какой силой они обрушатся на тот или иной регион Земли.