Ученые, изучающие мощные землетрясения, которые в этом месяце опустошили некоторые районы Турции и Сирии, могут пролить свет на поразительно похожую сейсмическую зону: разлом Сан-Андреас в Калифорнии.
Зоны землетрясений имеют много общего, с одним длинным крупным разломом и десятками более мелких второстепенных. Используя наземные и спутниковые измерения, ученые узнают, как первоначальное землетрясение силой 7,8 балла в Турции 6 февраля вызвало афтершоки, в том числе необычайно сильный толчок на вторичном разломе всего через несколько часов после первого. Это может помочь им лучше понять потенциальную силу и место будущих землетрясений в Калифорнии.
«Нет никаких сомнений в том, что мы собираемся многому научиться» из турецких землетрясений, сказал Росс Стейн, сейсмолог, бывший сотрудник Геологической службы США, а ныне консультант.
В новейшей истории Калифорнии было только два землетрясения, столь же мощных, как первое турецкое, — землетрясение в Сан-Франциско в 1906 году силой 7,9 балла и землетрясение в Форт-Теджоне в 1857 году, которое имело аналогичную расчетную магнитуду и затронуло район от центральной части. Штата на юг к востоку от Лос-Анджелеса.
Оба землетрясения произошли в Сан-Андреас, разломе длиной 800 миль, пересекающем Калифорнию с севера на юг. По оценкам геологической службы, вероятность землетрясения магнитудой 7,5 в районе Лос-Анджелеса в ближайшие 30 лет составляет около 30%, а в районе залива Сан-Франциско — 20%.
После первого землетрясения в Турции там и в Сирии погибло 50 000 человек, сотни тысяч лишились крова. Это землетрясение произошло в Восточно-Анатолийском разломе, который по происхождению и структуре похож на Сан-Андреас, но его длина примерно вдвое меньше. Он также намного короче другого аналогичного турецкого разлома, Северо-Анатолийского, который проходит недалеко от Стамбула.
Восточная Анатолия также накапливает энергию медленнее, чем разломы Калифорнии и Северной Анатолии.
Доктор Штейн описал Восточную Анатолию как «разлом второй очереди», вызвавший землетрясение, почти такое же сильное, как и ожидалось, в гораздо большем Сан-Андреасе. Это поднимает вопрос о том, может ли когда-нибудь калифорнийское землетрясение аналогичной силы произойти не в Сан-Андреасе, а в результате вторичного разлома.
В то время как оба прошлых землетрясения в Калифорнии были тщательно изучены, современные технологии позволяют детально анализировать землетрясения в Турции практически в режиме реального времени с использованием наземных сейсмических датчиков, спутниковых радаров и других инструментов.
За всеми сильными землетрясениями в течение нескольких дней, месяцев и даже лет следуют афтершоки, число которых часто исчисляется тысячами. Это происходит из-за того, что движение при первом землетрясении может увеличить напряжения вдоль близлежащих участков разлома выше точки их разрыва.
20 февраля, через две недели после первого землетрясения в Турции, в юго-западной части зоны землетрясения произошел афтершок магнитудой 6,3, в результате которого погибли по меньшей мере 8 человек, а жители получили дополнительные травмы. По словам Деби Килб, исследователя из Океанографического института Скриппса, афтершок, высвободивший менее 1% энергии землетрясения магнитудой 7,8, находился в диапазоне ожидаемых афтершоков.
Но афтершок магнитудой 7,5, произошедший вскоре после первого землетрясения, был необычным, сказал доктор Килб.
«Какой бы ни была магнитуда основного толчка, вы должны ожидать, что самый большой афтершок будет примерно на одну единицу меньше», — сказала она. «Таким образом, для землетрясения магнитудой 7,8 мы ожидаем магнитудой 6,8». В 7,5 афтершок был более чем в 10 раз сильнее, чем самый сильный ожидаемый.
Причина такого мощного афтершока во многом связана с тем, где он находился: на разломе, отличном от первого. И ученые, вероятно, смогут применить то, что они узнают об этом толчке, к Сан-Андреасу.
Восточная и Северная Анатолия и Сан-Андреас — все это трансформные разломы, продукты напряжений, возникающих на границе, где одна из больших плит земной коры медленно проходит мимо другой. Но в каждом случае это не один разлом, а зона разлома, пронизанная множеством более коротких разломов, ориентированных в разных направлениях.
«Чаще всего вы увидите афтершоки на разломе, образовавшемся во время главного землетрясения, или в непосредственной близости от него», — сказал Уильям Барнхарт, исследователь из геологической службы, который анализирует турецкие землетрясения, используя данные радара. «Но когда вы попадаете в эти регионы, где у вас есть пространственно сложная сеть разломов, вы также можете получить большие афтершоки на разных разломах, которые имеют другую геометрию, которые также находятся на некотором расстоянии».
Именно это произошло во время афтершока магнитудой 7,5 в Турции. Доктор Штейн, который вместе с коллегами проанализировал изменения, вызванные первым землетрясением, сказал, что оно изменило напряжения во вторичном разломе Сургу, длина которого оценивается примерно в 200 миль и проходит под углом к Восточной Анатолии.
В южной части Сан-Андреаса, где последнее сильное землетрясение произошло в 1857 году, есть несколько относительно длинных вторичных разломов, в том числе Гарлок, который проходит под углом к Сан-Андреасу через пустыню Мохаве, и Сан-Хасинто, который находится параллельно Сан-Андреасу в Солтон-Си. Доктор Барнхарт сказал, что исследователи будут изучать, может ли землетрясение на главном разломе привести к сильному афтершоку, подобному тому, что произошло в Турции.
«Если бы у вас было сильное землетрясение в разломе Сан-Андреас, могли бы вы также быстро проследить разлом Сан-Хасинто или разлом Гарлок?» он сказал.
Джудит Хаббард, приглашенный профессор Корнельского университета, сказала, что такое землетрясение может быть сильным. По ее словам, если землетрясение в Сан-Андреасе спровоцирует другой разлом, который был готов к разрыву, «он может разорвать гораздо больший разлом, чем вы могли ожидать».
Доктор Хаббард сказала, что вторичные разломы, которые она могла бы спровоцировать, были бы ближе к Лос-Анджелесу, подобно тому, что вызвало землетрясение в Нортридже в 1994 году в долине Сан-Фернандо. В результате землетрясения силой 6,7 балла погибли 57 человек, а ущерб был нанесен примерно на 20 миллиардов долларов.
Доктор Стейн сказал, что существует и другая возможность: разлом, подобный Гарлоку или Сан-Хасинто, испытал сильное собственное землетрясение. Он также сказал, что последовательность землетрясений в Турции показала, что трудно предсказать, как одно землетрясение может повлиять на другое.
«Оглядываясь назад, мы можем сказать: хорошо, 7,8 балла подчеркнули неисправность, из-за которой произошел 7,5», — сказал он. «Но я бы не стал ставить деньги на то, что это будет следующим ».
