Тектоническая обстановка вокруг Японии. Решение тензора центроидного момента показывает механизм землетрясения в Хюга-нада в 2024 году (б). Предсейсмическая ситуация на юго-востоке (интервал контуров: 5 см) с 10 июля 2023 года по 6 августа 2024 года. В конце 2023 года в Японии было обнаружено предсдвиговое смещение с магнитудой 6,0 в направлении, противоположном землетрясению в Хюга-нада в 2024 году. (c) Кумулятивный момент для прямоугольной области в (B). Интервал повторяемости SSE сократился до одного года по сравнению со средним значением в два года непосредственно перед землетрясением, что согласуется с результатами моделирования, в котором причиной было названо ослабление меганадвига. Источник: данные об эпицентре землетрясения Синдзабуро Одзавы от Японского метеорологического агентства
Ученые впервые зафиксировали медленное скользящее землетрясение, произошедшее во время высвобождения тектонического давления в зоне крупного разлома на дне океана.
Медленное землетрясение было зафиксировано в районе разлома у побережья Японии, вызывающего цунами, и действовало как тектонический амортизатор. Исследователи из Техасского университета в Остине описали это событие как медленное раскрытие линии разлома между двумя тектоническими плитами Земли.
Их результаты были опубликованы в Science.
«Это похоже на рябь, бегущую по границе раздела плит», — сказал Джош Эджингтон, который проводил исследование в качестве докторанта в Институте геофизики Техасского университета (UTIG) при Школе наук о Земле Джексона Техасского университета в Остине.
Землетрясения с медленным смещением — это тип сейсмических событий с замедленным развитием, на которое уходят дни или недели. Они относительно недавно стали известны науке и считаются важным процессом накопления и высвобождения напряжения в рамках цикла землетрясений. Новые измерения, проведённые вдоль разлома Нанкай в Японии, подтверждают это.
Это прорывное исследование стало возможным благодаря скважинным датчикам, которые были установлены в критически важном регионе далеко в море, где разлом находится ближе всего к морскому дну в океанической впадине.
По словам директора UTIG Демиана Саффера, который руководил исследованием, датчики, установленные в скважинах, могут улавливать даже самые незначительные движения — всего в несколько миллиметров. Такие движения на мелководном разломе практически незаметны для наземных систем мониторинга, таких как сети GPS.
Землетрясение с медленным смещением, зафиксированное датчиками команды осенью 2015 года, произошло в хвостовой части разлома — в области, близкой к морскому дну, где неглубокие землетрясения могут вызывать цунами, — ослабив тектоническое давление в потенциально опасном месте. Второе медленное землетрясение в 2020 году произошло по тому же пути.
Хотя известно, что разлом Нанкай вызывает сильные землетрясения и цунами, это открытие позволяет предположить, что эта часть разлома не является источником энергии для этих событий, а скорее действует как амортизатор.
Датчики и приборы для наблюдения опускаются в скважину у побережья Японии на глубину почти 1500 футов ниже морского дна во время миссии Международной программы по изучению океана в 2016 году. Подобные датчики передают данные в режиме реального времени исследователям в Японии и в Институте геофизики Техасского университета, что позволило учёным обнаружить и описать медленное скользящее землетрясение в новом исследовании, опубликованном в Science. Фото: Дик Питерс — ScienceMedia.nl (используется с разрешения)
Полученные результаты помогут исследователям понять поведение разломов в зонах субдукции Тихоокеанского огненного кольца — тектонического пояса, в котором происходят самые сильные землетрясения и цунами на планете.
Два события, которые только сейчас были успешно проанализированы в деталях, представляют собой волны деформации, распространяющиеся по земной коре. Скважинные датчики, установленные примерно в 30 милях от побережья Японии, отслеживали это движение вдоль разлома, направленное в сторону моря, пока оно не рассеялось на краю континентальной окраины.
Каждое событие длилось несколько недель, пока волна распространялась на 20 миль вдоль разлома, и каждое из них происходило в местах, где давление геологической жидкости было выше нормы. Это открытие важно, потому что оно является убедительным доказательством того, что жидкости являются ключевым фактором медленных землетрясений. Эта идея широко распространена в научном сообществе, но до сих пор не удавалось найти прямую связь.
В последний раз на японском разломе Нанкай произошло сильное землетрясение в 1946 году. Землетрясение магнитудой 8 баллов разрушило 36 000 домов и унесло жизни более 1300 человек.
Хотя в будущем ожидается ещё одно сильное землетрясение, наблюдения показывают, что разлом высвобождает по крайней мере часть своей накопленной энергии в виде регулярных повторяющихся землетрясений с медленным смещением. Местоположение также важно, поскольку оно показывает, что ближайшая к поверхности часть разлома высвобождает тектоническое давление независимо от остальной части разлома.
Вооружившись этими знаниями, учёные могут начать исследовать другие участки разлома, чтобы лучше понять общую опасность, которую он представляет. Эти знания также важны для понимания других разломов, сказал Саффер.
Например, в Каскадии, крупном разломе, обращённом к Тихоокеанскому Северо-Западу, по-видимому, отсутствует естественный амортизатор, как в Нанкайском разломе. Хотя в Каскадии было обнаружено медленное смещение, в хвостовой части разлома, вызывающей цунами, оно не было обнаружено, что позволяет предположить, что разлом может быть прочно связан с желобом, сказал Саффер.
«Мы знаем, что в этом месте происходили землетрясения магнитудой 9 баллов, которые могут вызвать смертоносные цунами», — сказал Саффер. «Есть ли скрипы и стоны, указывающие на высвобождение накопленного напряжения, или разлом рядом с впадиной смертельно тих? Каскадия — это явно приоритетная область для высокоточного мониторинга, который мы продемонстрировали в Нанкаи».
Скважинные обсерватории, использованные в японском исследовании, были установлены в рамках Комплексной программы бурения в океане. Другие данные были получены с помощью подводных кабельных обсерваторий, находящихся в ведении Японского агентства по морским наукам и технологиям (JAMSTEC).