Когда случается землетрясение, главный вопрос не в том, насколько сильно трясло по шкале Рихтера. Куда важнее другое: какого типа были эти подземные толчки? Российские ученые из Дальневосточного геологического института ДВО РАН выяснили, что высокочастотные волны — самые опасные для зданий и сооружений — напрямую зависят от того, где именно произошел разрыв земной коры.
Очаг землетрясения устроен далеко не однородно. В нем есть особые участки «asperity» (зоны зацепа). Это такие зоны повышенной прочности, где породы словно сцепляются мертвой хваткой. Когда напряжение превышает предел, эти участки лопаются с колоссальной силой, порождая самые разрушительные высокочастотные колебания. Именно от них рушатся дома, а не от медленных, плавных волн.
Исследователи проанализировали 210 записей землетрясений по всему миру — от Японии и Мексики до Турции и Ирана. Магнитуда событий варьировалась от умеренных толчков 4 баллов до катастрофических 9,1. Ученые разделили все землетрясения на четыре тектонических типа: межплитовые (на границах сталкивающихся плит), внутрислэбовые (внутри погружающейся океанической плиты), коровые (в земной коре) и особый тип — «преджелобовые», происходящие на изгибе плиты перед ее уходом в мантию.
Выяснилось, что внутрислэбовые землетрясения генерируют высокочастотное излучение в 2–4 раза более мощное, чем коровые или межплитовые! То есть при одинаковой магнитуде одни подземные удары гораздо опаснее других. Это объясняется тем, что в глубине погружающейся плиты накапливаются колоссальные напряжения, а очаг обычно компактный и расположен в плотной среде, которая отлично проводит высокочастотные волны.
Еще один неожиданный вывод: глубина имеет значение. Если сравнить очаги на глубине 10 и 100 километров, разница в амплитуде высокочастотных колебаний достигает 1,65 раза. Все потому, что с глубиной растет скорость S-волн, а значит, и разрушительный потенциал.
Что касается механизма разрыва — взбросы, сбросы или сдвиги — то тут ученые сделали важное уточнение. В привычной проекции на поверхности то, что выглядит как сброс, на самом деле может оказаться надвигом в системе координат самой погружающейся плиты. Поэтому ориентироваться только на тип фокуса — значит рисковать. Куда надежнее использовать сейсмотектонический тип с учетом региональных особенностей.
Финальная модель, которую построили исследователи, позволяет по моментной магнитуде, глубине и тектоническому типу предсказывать уровень высокочастотного излучения. Среднеквадратичная ошибка прогноза — всего 0,246, а точность по сравнению с простейшей моделью выросла почти на треть. Для России, где расположены и Курило-Камчатская зона субдукции, и внутриплитовые области, такие знания критически важны. Ведь теперь можно заранее ранжировать сейсмическую опасность для разных геодинамических условий и строить здания с учетом реальных, а не усредненных рисков.
Исследование опубликовано в журнале «Тихоокеанская геология»
