Учёные впервые зафиксировали, как в глубинах океана происходит разрушение тектонической плиты — процесса, который обычно занимает миллионы лет. Это открытие помогает по-новому взглянуть на устройство планеты и объясняет, почему в одних регионах землетрясения случаются чаще, а в других наступает долгий "покой".
Исследование, проведённое у берегов острова Ванкувер, показало: зона субдукции — место, где океаническая плита уходит под континентальную, — не разрушается мгновенно. Она словно медленно "рассыпается" на части, теряя импульс, как поезд, который постепенно сходит с рельсов.
Зоны субдукции — это глубинные двигатели планеты. Здесь океаническая кора погружается в мантию, формируя горные хребты, порождая вулканы и создавая мощнейшие землетрясения. Гравитация тянет плиту вниз, пока она не встречает сопротивление.
Но, как выяснили исследователи, этот процесс не вечен. Система может разрушаться изнутри, и именно это сейчас происходит на северо-западе Тихого океана, в зоне Каскадии.
"Мы буквально наблюдаем, как умирает часть тектонического механизма Земли", — заявил геофизик Дэниел Оберман, участник проекта Cascadia 2021.
Чтобы "заглянуть" под дно океана, команда использовала сейсморазведку методом отражения — аналог ультразвука, применяемого для изучения внутренней структуры морской коры. На исследовательском судне Marcus G. Langseth учёные направляли звуковые волны в толщу пород и регистрировали отражения с помощью 15-километровой цепочки гидрофонов.
Так удалось получить детальные поперечные срезы плиты Хуан-де-Фука. На снимках чётко видны разломы и трещины — следы постепенного распада тектонической структуры.
Оказалось, что плита не ломается целиком. Она отделяется фрагментами — один участок отходит, затем другой, а остальная часть продолжает движение. Такой механизм снижает общую силу субдукции и делает систему менее устойчивой.
На одном из участков зафиксирован провал плиты на 5 километров вглубь — доказательство того, что внутренние разломы уже сформировались.
Эта постепенность объясняет, почему на некоторых отрезках наблюдаются слабые толчки, а рядом — полное отсутствие сейсмической активности. Когда участок плиты полностью отделяется, контакт между камнями теряется, и землетрясения там прекращаются.
| Признак | Устойчивая зона | Разрушающаяся зона |
| Движение плит | Непрерывное погружение | Прерывистое, с разрывами |
| Сейсмическая активность | Регулярные землетрясения | Чередование тишины и всплесков |
| Вулканизм | Стабильный | Нестабильный, локальный |
| Влияние на рельеф | Формирование хребтов | Образование микроплит |
| Эволюция системы | Медленное развитие | Постепенное угасание |
Учёные сравнивают процесс с товарным составом, который катится вниз: сначала отделяются отдельные вагоны, затем движение замедляется. То же происходит и с плитой Хуан-де-Фука. Каждая потеря связи уменьшает силу притяжения, которая тянет всю систему вниз. Со временем зона субдукции может полностью "затормозить" и исчезнуть.
Подобные примеры уже встречались в геологической летописи. У побережья Нижней Калифорнии обнаружены остатки древней плиты Фараллон — "ископаемое доказательство" того, что такие зоны не вечны.
Каскадия остаётся одной из самых сейсмоопасных зон мира. Новые данные не снижают риск катастроф, но помогают точнее понять, где и как накапливается напряжение.
Разрушение плиты создаёт новые барьеры и "пандусы", которые могут остановить или перенаправить разрыв земной коры. Эти особенности теперь учитываются в моделях сейсмической активности.
Хотя процесс длится миллионы лет, понимание его механики помогает составлять более надёжные карты риска для прибрежных регионов Канады и США.
Проводится морская сейсморазведка с применением звуковых импульсов.
Полученные данные сопоставляются с картой землетрясений региона.
Анализируются участки "тишины", где энергия не высвобождается.
Строится 3D-модель структуры плиты.
Результаты вносятся в глобальные каталоги сейсмических зон.
Такие исследования позволяют не только понять прошлое планеты, но и прогнозировать будущие природные процессы.
Ошибка: считать, что если землетрясений нет, значит, опасность миновала.
Последствие: неожиданные сильные толчки при внезапном высвобождении энергии.
Альтернатива: учитывать зоны "тишины" как потенциально активные участки.
Ошибка: игнорировать данные микросейсмики.
Последствие: недооценка мелких трещин, которые предвещают большие события.
Альтернатива: использовать высокочувствительные датчики и гидрофоны.
Учёные не исключают, что со временем Каскадия может полностью прекратить существование. Но это произойдёт не скоро — процесс займёт миллионы лет. Когда плита окончательно потеряет импульс, регион перестанет быть источником крупных землетрясений, но на смену ему могут прийти новые зоны активности в соседних областях. Это естественный цикл геологии — старые структуры умирают, а новые рождаются.
| Плюсы | Минусы |
| Более точное понимание механики субдукции | Не даёт немедленного прогноза землетрясений |
| Возможность улучшить модели сейсмической опасности | Ограниченные данные по глубинным слоям |
| Новые методы морской сейсморазведки | Высокая стоимость исследований |
Что такое субдукция?
Это процесс погружения одной тектонической плиты под другую в недра Земли.
Почему плиты разрушаются?
Из-за внутреннего напряжения, нагрева и взаимодействия с другими структурами коры.
Может ли разрушение снизить риск землетрясений?
В краткосрочной перспективе — нет. Напротив, новые разрывы могут создавать дополнительные очаги активности.
Сколько длится разрушение плиты?
От нескольких миллионов до десятков миллионов лет. По геологическим меркам это мгновение, но для человека — вечность.
Миф: тектонические плиты неподвижны.
Правда: они постоянно движутся, сталкиваются и разрушаются.
Миф: землетрясения случаются только у поверхности.
Правда: многие происходят на глубине десятков километров.
Миф: можно точно предсказать землетрясение.
Правда: можно лишь оценивать вероятность и характер будущих событий.
Средняя скорость движения плит в зоне Каскадии — всего 4 сантиметра в год, но этого достаточно, чтобы вызвать мегаземлетрясение каждые 500 лет.
Глубинные микротрещины фиксируют даже шум океанских волн — настолько чувствительна современная аппаратура.
По аналогии с Каскадией, похожие процессы разрушения обнаружены и у берегов Чили, где плита Наска демонстрирует признаки "старения".
Зона субдукции Каскадии известна по мощнейшему землетрясению 1700 года, вызвавшему цунами, достигшее берегов Японии. С тех пор геологи активно изучают этот регион. Новое исследование стало первым, где удалось напрямую увидеть, как океаническая плита теряет целостность.