Исследование, проведённое в восточном регионе Канто Японии, где Токио находится в зоне влияния активной субдукции, показывает, что процессы возникновения землетрясений определяются не только накоплением деформационного стресса. Новые данные свидетельствуют о том, что структурные особенности горных пород в разломах играют не менее важную роль.
Учёные из Университета Мичигана под руководством профессора Yihe Huang исследовали малораспространённые, но ощутимые землетрясения на глубинах 60–70 километров, составляющие около половины ощутимых толчков по Токио. Область, где Филиппинская плита зажата между Североамериканской и Тихоокеанской плитами, представляет собой уникальное геологическое окружение для изучения субдукционных процессов.
Анализ показал, что породы в разломах имеют выраженную фолиацию – минералы уложены в характерные слои, что придаёт им анизотропные механические свойства, подобные свойствам дерева. Усилие вдоль волокон оказывается значительно выше, чем поперёк них, что создаёт уникальные условия для распределения и накопления напряжений.
Сеть скважинных сейсмометров, установленных с интервалом примерно в 25 километров на глубине около 100 метров, позволила зафиксировать даже слабейшие сейсмические сигналы. Измерение коэффициента Пуассона, отражающего трёхмерные эластические характеристики горных пород, показало, что при сжатии породы демонстрируют минимальное поперечное растяжение.
Результаты, опубликованные в Science Advances, указывают на то, что механические свойства пород в разломах могут быть равноценным фактором возникновения землетрясений наряду с традиционным накоплением стрессов. Более того, обнаружено, что субдукционные зоны характеризуются значительно большей фолиацией и повреждениями на масштабах километров, что объясняет локализованную сейсмическую активность некоторых участков.
«Когда мы думаем о том, где происходят землетрясения, мы всегда рассматриваем широкий масштаб, например, субдукционные зоны. Но всё не так. Даже в субдукционных зонах существуют определённые участки, которые проявляют повышенную активность, и именно их следует обнаруживать», – отметил профессор Yihe Huang. Он также добавил: «Наше исследование даёт нам возможность выявлять такие участки. Если они связаны пространственно или во времени, это может способствовать возникновению более крупных землетрясений», а также отметил, что «анализ этих аномальных зон в субдукционных областях является ключом к пониманию источников землетрясений».
Полученные данные позволяют пересмотреть современные подходы к оценке сейсмического риска и совершенствовать системы предупреждения о землетрясениях. Понимание влияния анизотропии горных пород и их структурных особенностей открывает новые перспективы для предсказания наиболее активных зон субдукционных процессов.
Дальнейшие исследования запланированы с использованием сейсмометров, установленных на морском дне у берегов Японии, что позволит ещё глубже изучить свойства горных пород вдоль интерфейса пластин субдукционных зон и расширить знания о механизмах возникновения землетрясений.
Изображение носит иллюстративный характер
Учёные из Университета Мичигана под руководством профессора Yihe Huang исследовали малораспространённые, но ощутимые землетрясения на глубинах 60–70 километров, составляющие около половины ощутимых толчков по Токио. Область, где Филиппинская плита зажата между Североамериканской и Тихоокеанской плитами, представляет собой уникальное геологическое окружение для изучения субдукционных процессов.
Анализ показал, что породы в разломах имеют выраженную фолиацию – минералы уложены в характерные слои, что придаёт им анизотропные механические свойства, подобные свойствам дерева. Усилие вдоль волокон оказывается значительно выше, чем поперёк них, что создаёт уникальные условия для распределения и накопления напряжений.
Сеть скважинных сейсмометров, установленных с интервалом примерно в 25 километров на глубине около 100 метров, позволила зафиксировать даже слабейшие сейсмические сигналы. Измерение коэффициента Пуассона, отражающего трёхмерные эластические характеристики горных пород, показало, что при сжатии породы демонстрируют минимальное поперечное растяжение.
Результаты, опубликованные в Science Advances, указывают на то, что механические свойства пород в разломах могут быть равноценным фактором возникновения землетрясений наряду с традиционным накоплением стрессов. Более того, обнаружено, что субдукционные зоны характеризуются значительно большей фолиацией и повреждениями на масштабах километров, что объясняет локализованную сейсмическую активность некоторых участков.
«Когда мы думаем о том, где происходят землетрясения, мы всегда рассматриваем широкий масштаб, например, субдукционные зоны. Но всё не так. Даже в субдукционных зонах существуют определённые участки, которые проявляют повышенную активность, и именно их следует обнаруживать», – отметил профессор Yihe Huang. Он также добавил: «Наше исследование даёт нам возможность выявлять такие участки. Если они связаны пространственно или во времени, это может способствовать возникновению более крупных землетрясений», а также отметил, что «анализ этих аномальных зон в субдукционных областях является ключом к пониманию источников землетрясений».
Полученные данные позволяют пересмотреть современные подходы к оценке сейсмического риска и совершенствовать системы предупреждения о землетрясениях. Понимание влияния анизотропии горных пород и их структурных особенностей открывает новые перспективы для предсказания наиболее активных зон субдукционных процессов.
Дальнейшие исследования запланированы с использованием сейсмометров, установленных на морском дне у берегов Японии, что позволит ещё глубже изучить свойства горных пород вдоль интерфейса пластин субдукционных зон и расширить знания о механизмах возникновения землетрясений.
