Ученые нашли причину мощного землетрясения в Японии в 2011 году
Процесс распространения землетрясений, в результате которого как теперь считается, произошло землетрясение магнитудой 9,0, опустошившее побережье Японии в 2011 году, определили ученые в новом исследовании, 7 июня сообщает Phys.org.
Вдоль некоторых линий разломов, которые являются границами тектонических плит, образуется мелкозернистый гравий, когда плиты трутся друг о друга. В новом исследовании Калифорнийского технологического института ученые на основе лабораторных экспериментов, показали, что мелкий гравий, известный как скальная выбоина, сначала останавливает распространение землетрясений, но затем вызывает повторное рождение землетрясений, вызывая мощные разрывы.
«Наш новый экспериментальный подход позволил нам изучить процесс землетрясения вблизи и выявить ключевые особенности распространения разрывов и эволюции трения в выемке породы, — сказал научный сотрудник Вито Рубино. — Одним из основных выводов нашего исследования является то, что участки разломов, которые ранее считались барьерами против динамического разрыва, на самом деле могут принимать землетрясения в результате активации механизмов ослабления совместного сейсмического трения».
Ученые показали, что так называемые «стабильные» или «ползучие» разломы на самом деле не защищены от крупных разрывов, как предполагалось ранее. Такие разломы возникают, когда тектонические плиты медленно скользят друг мимо друга, не вызывая сильных землетрясений (например, ползучий участок разлома Сан-Андреас в центральной Калифорнии).
Вместо этого скальная выемка имеет сложную схему поведения. Сначала она действует как барьер на пути разрыва, поглощая энергию и блокируя ее продвижение. Но, когда плиты скользят мимо друг друга с достаточно высокой скоростью, граница раздела горных пород ослабевает и резко уменьшает трение между двумя плитами, вызывая повторное возникновение землетрясения. Этот процесс известен как ренуклеация.
Как отметили ученые, выемка горных пород может либо усиливаться при смещении разлома и действовать как барьер, либо ослабляться и способствовать разрушению при землетрясении. Обычно считается, что эти модели поведения разделены в пространстве, причем ослабление и усиление происходят в разных местах разломов.
«Наши эксперименты показывают, как это поведение может сочетаться в одних и тех же местах разломов во время одного и того же события скольжения в течение времени динамического разрыва, что приводит к периодическому скольжению и потенциально превращает барьер разлома в сейсмоопасный регион», — сказала Надя Лапуста.
