Ученые из Техасского университета в Остине и Вашингтонского университета в США проанализировав результаты глубоководного бурения обнаружили предпосылки следующего "Великого землетрясения" в Японии.

Изучая субдукцию в Нанкайском желобе в Японии, исследователи обнаружили, что уровень тектонического напряжения в этом районе меньше, чем ожидалось. Об этом сообщает в четверг портал Phys.org.

Representational image: Japan, illustration. kurosuke/iStock

"Здесь находится сердце зоны субдукции, прямо над местом, где заперт разлом. Согласно расчетам, именно тут должна накапливаться энергия землетрясений", - рассказывает Демиан Саффер, директор Института геофизики Техасского университета (UTIG).

"Новое наблюдение полностью поменяли наше представление о напряжении в этих структурах", - добавил Саффер, который был одним из руководителей исследовательской и научной миссии, проводившей бурение разлома.

Геологический разлом — это трещина, вдоль которой земные массы с обеих сторон сдвинуты относительно друг друга параллельно разрыву. Результаты, опубликованные в журнале "Геология", интригуют, поскольку считалось, что разлом готовится к новому землетрясению, которое обычно происходит почти каждое столетие. Несмотря на то, что разлом Нанкай находился в "спящем" состоянии в течение многих лет, результаты исследований показывают, что нет никаких значимых признаков накопления тектонического напряжения. 

Но "это не меняет долгосрочных перспектив разлома, который в последний раз активировался в 1946 году - тогда он вызвал цунами, унесшее жизни тысяч людей, и ожидается, что в течение следующих 50 лет это произойдет снова", - считает Саффер.

Понимание взаимосвязи между тектоникой плит и циклами землетрясений.

Сейсмический разрез, показывающий расположение всех объектов Комплексной программы океанического бурения (IODP). Geology

Данные открытия помогут исследователям лучше понять взаимосвязь между тектоническими силами и циклом землетрясений. Это позволит усовершенствовать прогнозирование землетрясений как для Нанкайского разлома, так и для других мегатрастовых трещин, таких как зона субдукции Каскадия на западном побережья США и Канады.

"Сейчас мы не можем знать, когда повторится большое землетрясение в Каскадии (26 января 1700 г. землетрясение магнитудой 9 баллов и цунами) - сегодня или через 200 лет", - сказал Гарольд Тобин, исследователь из Университета Вашингтона и первый автор исследования. "Но у меня есть определенный оптимизм, что с увеличением числа подобных наблюдений мы сможем научиться распознавать, аномальные события и повышенные риски возникновения землетрясений. Это даст возможность людям заранее подготовиться".

По словам ученых, в настоящее время не существует точной методики, позволяющей предсказать, где и когда произойдет следующее крупное землетрясение или цунами несмотря на то, что геологические трещины подобные Нанкайскому разлому, порождают самые разрушительные цунами на планете. Исследователи намерены измерить тектонические напряжения (силу, возникающую в результате тектонических движений в земной коре), чтобы определить, когда произойдет следующее крупное землетрясение.

Из-за особенностей тектонического строения Земли эти огромные разломы расположены в километрах под морским дном, что делает их непосредственное наблюдение крайне затруднительным. Максимально приблизиться к ним удалось только благодаря операции по бурению Саффера и Тобина.

Морская экспедиция Чикю

Детальное сейсмическое изображение площадки C0002 Комплексной программы океанического бурения (слева), разрез скважины от ∼850 м до подошвы слоя (справа). Geology

В 2018 году в рамках нового проекта было задействовано японское научное буровое судно Чикю. Оно пробурило в тектонической плите скважину около 3 километров, после чего остановилось в миле от разлома из-за слишком неустойчивой работы оборудования. Однако ученым удалось собрать информацию о напряжении плит недалеко от разрыва. 

Эксперты вычислили, изменения структуры скважины по мере того, как земные массы сдавливали ее с боков, а затем закачали в нее воду, чтобы определить, какая сила необходима для того, чтобы вытолкнуть ее наружу. Этот метод позволил определить степень и направление горизонтального напряжения, которое испытывала плита, давящая на разлом.

Вопреки ожиданиям, горизонтальное напряжение, которое должно было увеличиться после последнего сильного землетрясения, оказалось практически равным нулю, как будто накопленная энергия уже высвободилась и землетрясение уже произошло. 

Этому явлению исследователи предложили несколько объяснений. Возможно, для того чтобы разлом сдвинулся после сильного землетрясения, требуется меньше накопленной энергии, чем предполагалось ранее, или же напряжения находятся ближе к участку разлома, куда бур не смог добраться. 

Кроме того, вполне вероятно, что тектонический сдвиг произойдет внезапно в течение следующих нескольких лет. В любом случае, исследователи утверждают, что бурение показало необходимость дополнительных исследований и постоянного мониторинга разлома.

Источники: Phys.org

1 (https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article/doi/10.1130/G49639.1/616603/Direct-constraints-on-in-situ-stress-state-from)