Вчені розгадали багаторічну загадку серії напрочуд передбачуваних землетрусів у глибинах Тихого океану та виявили природні «зони гальмування», які регулярно зупиняють поширення сейсмічних розривів і не дозволяють їм ставати масштабнішими.
Дослідження зосереджене на розломі Gofar transform fault, розташованому приблизно за 1600 км на захід від узбережжя Еквадору, у районі Східно-Тихоокеанського підняття. Протягом щонайменше 30 років цей розлом демонструє рідкісну закономірність: землетруси магнітудою близько 6 відбуваються тут кожні п’ять–шість років і майже в тих самих ділянках, що є нетиповим явищем для сейсмології, де більшість сильних землетрусів є непередбачуваними.
Нове пояснення пропонує, що всередині розлому існують структурно складні ділянки, які працюють як природні бар’єри. Вони обмежують поширення сейсмічного розриву і змушують землетрус «зупинятися» в одних і тих самих місцях під час кожного циклу.
«Ми давно знали, що ці бар’єри існують, але головне питання було іншим: з чого вони складаються і чому так стабільно зупиняють землетруси з циклу в цикл?» — зазначив сейсмолог Джіанхуа Гонг, провідний автор дослідження з Університету Індіани.
Щоб з’ясувати механізм, команда проаналізувала дані двох масштабних океанічних експериментів — 2008 року та періоду 2019–2022 років. На дні океану були встановлені сейсмометри, які зафіксували десятки тисяч дрібних поштовхів до і після двох землетрусів магнітудою 6.
«Невидимі гальма» у глибині розлому
Дані показали чітку закономірність: перед сильними землетрусами в зонах бар’єрів зростала кількість дрібних підземних поштовхів, а одразу після основного розриву ці ділянки ставали майже «тихими».
Дослідники дійшли висновку, що ці бар’єри — не просто пасивні ділянки порід, а активні частини розлому зі складною геометрією. Тут тріщини розгалужуються на кілька гілок із зміщеннями, утворюючи невеликі «розриви» та порожнини у структурі.
Крім того, у ці зони проникає морська вода, яка заповнює тріщини глибоко в породах. Поєднання складної геометрії та присутності рідини створює ефект, відомий як «дилатансійне зміцнення».
Коли сейсмічний розрив досягає такого бар’єра, різке зміщення порід призводить до падіння тиску у водонасичених зонах. Це тимчасово «замикає» розлом і сповільнює або повністю зупиняє поширення землетрусу.
«Ці бар’єри — не просто пасивні елементи геології. Це активні, динамічні частини сейсмічної системи, і їхнє розуміння змінює наше уявлення про те, як обмежуються землетруси», — пояснив Гонг.
Чому підводні землетруси часто не стають катастрофічними
Отримані результати допомагають пояснити давню проблему сейсмології: чому багато підводних землетрусів не досягають потенційно можливих масштабів.
Трансформні розломи, подібні до Gofar, поширені по всьому дну океанів, де тектонічні плити ковзають одна повз одну. Вчені припускають, що подібні «зони гальмування» можуть бути глобальним механізмом, який природно обмежує силу багатьох підводних землетрусів.
Це відкриття може допомогти вдосконалити моделі прогнозування сейсмічної небезпеки, особливо для прибережних регіонів і підводних тектонічних зон.
Окремо дослідники підкреслюють важливу роль рідин у земній корі: вода всередині розломів може суттєво змінювати поведінку землетрусів, і цей фактор дедалі більше розглядається як ключовий у сучасній сейсмології.
Хоча сам розлом Gofar transform fault розташований далеко від населених узбереж, а отже не становить прямої загрози, виявлений механізм може бути характерним і для інших океанічних розломів по всьому світу.
Дослідження опубліковане в журналі Science.
