Разлом может ударить иначе: учёные нашли механизм, который резко меняет масштаб угрозы

Большинство жителей Калифорнии привыкли жить с мыслью о сильных землетрясениях, однако существует гораздо более опасный сценарий, о котором знают немногие. Речь идёт о редких "суперсдвиговых" землетрясениях, способных нанести разрушения на значительно большей территории и с большей силой. Новые исследования показывают, что именно такие события могут стать одними из самых разрушительных для штата. Об этом сообщает Earth.

Фото: Designed by Freepik, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

землетрясение

Что такое суперсдвиговые землетрясения

Суперсдвиговое землетрясение — это особый тип разрыва, при котором трещина в земной коре распространяется быстрее, чем поперечные сейсмические волны. В обычных условиях разрыв движется медленнее этих волн, и энергия рассеивается постепенно. При суперсдвиге происходит иное: энергия накапливается на фронте разрыва и высвобождается в виде мощного ударного импульса.

Исследование возглавил профессор наук о Земле Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн Ахмед Эльбанна в сотрудничестве с Калифорнийским центром землетрясений. По его словам, такие землетрясения создают эффект "двойного удара": сначала город накрывает высокоскоростной фронт разрыва, а затем — последующие волны, усиливая разрушения.

Почему они особенно опасны

Главная особенность суперсдвиговых землетрясений заключается в концентрации энергии. Сильнейшая тряска распространяется не радиально, а вдоль линии разлома, формируя узкий, но чрезвычайно разрушительный коридор.

Это особенно опасно для разломов с горизонтальным смещением, где блоки земной коры скользят вдоль друг друга. Именно к такому типу относится знаменитый разлом Сан-Андреас, протянувшийся почти на 1300 километров через Калифорнию. Подобные процессы тесно связаны с тем, как ведут себя тектонические плиты в зонах разломов, где напряжение может накапливаться нестандартным образом.

В отличие от обычных землетрясений, где интенсивность колебаний постепенно снижается с расстоянием, суперсдвиговые события могут сохранять максимальную силу на десятки и даже сотни километров вдоль разлома.

Как часто происходят такие землетрясения

Долгое время суперсдвиговые землетрясения считались редкой аномалией. Однако последние данные меняют это представление. Анализ крупных землетрясений за последние 15 лет показал, что примерно треть из них имела признаки суперсдвигового разрыва.

Другие исследования, охватывающие период с 2000 года, показывают, что около 14% крупных землетрясений со сдвиговым механизмом достигали суперсдвиговых скоростей. Это более чем вдвое превышает ранние оценки.

Ярким примером стало землетрясение магнитудой 7,5 в индонезийском Палу в 2018 году. Суперсдвиговый разрыв вызвал оползни и цунами, приведшие к гибели тысяч людей.

Почему Калифорния в зоне особого риска

Калифорния расположена на сложной сети активных разломов. Помимо Сан-Андреаса, серьёзную угрозу представляют разломы Сан-Хасинто и Хейворд, проходящие рядом с густонаселёнными районами, автомагистралями, трубопроводами и объектами критической инфраструктуры. В некоторых регионах уже наблюдаются рой землетрясений и аномальная сейсмическая активность, которые помогают учёным лучше понять поведение разломов.

Согласно долгосрочным прогнозам, вероятность того, что в течение ближайших 30 лет в штате произойдёт землетрясение магнитудой 7 и выше, составляет 99%. Вероятность события магнитудой 8 и более оценивается примерно в 7%, что для столь разрушительного сценария считается значимой.

Именно такие крупные землетрясения чаще всего происходят на длинных и относительно прямых участках разломов — идеальных условиях для суперсдвигового разрыва.

Проблемы строительных норм и планирования

Современные строительные нормы в основном исходят из предположения, что самая сильная тряска будет направлена перпендикулярно разлому. Однако при суперсдвиговом землетрясении наиболее разрушительная энергия может распространяться вдоль линии разлома.

Это означает, что города и посёлки, вытянутые вдоль разломов, могут получить гораздо более мощный удар, чем предусмотрено существующими расчётами риска.

Сравнение: обычные и суперсдвиговые землетрясения

Обычные землетрясения характеризуются более равномерным распределением энергии и постепенным ослаблением колебаний. Суперсдвиговые события, напротив, концентрируют энергию в узком направлении, создавая экстремальную нагрузку на здания и инфраструктуру в зоне разлома. Разница в характере тряски требует принципиально иного подхода к оценке рисков.

Плюсы и минусы учёта суперсдвиговых сценариев

Учёт таких землетрясений в планировании способен существенно повысить безопасность, но требует серьёзных изменений.

Преимущества:

• более точная оценка реальных рисков;

• защита критической инфраструктуры;

• повышение устойчивости городов;

• снижение числа жертв при крупных землетрясениях.

Недостатки:

• рост стоимости строительства;

• необходимость пересмотра норм и стандартов;

• сложность моделирования;

• потребность в дополнительных данных наблюдений.

Популярные вопросы о суперсдвиговых землетрясениях

Чем суперсдвиговое землетрясение опаснее обычного?
Оно создаёт более резкую и концентрированную тряску, способную разрушать здания на больших расстояниях вдоль разлома.

Насколько велика вероятность такого события в Калифорнии?
Вероятность высока, поскольку крупные разломы штата подходят для формирования суперсдвиговых разрывов.

Можно ли полностью защититься от таких землетрясений?
Полной защиты не существует, но грамотное планирование и модернизация инфраструктуры могут существенно снизить ущерб.