Разлом Хэйуорд, штат Калифорния: «новая бомба замедленного действия»
Долгое время землетрясение 1906 года в Сан-Франциско, вызванное разломом Сан-Андреас, считалось одним из самых страшных катастроф, произошедших в Америке. Однако по последним данным Геологической службы США, большую опасность представляет собой тектонический разлом Хэйуорд рядом с заливом Сан-Франциско на западном побережье страны (штат Калифорния). Тектонический разлом Хэйуорд с высокой вероятностью в ближайшие десятилетия станет эпицентром землетрясения. По предварительным расчетам, предполагается, что в результате гипотетического землетрясения магнитудой 7 баллов могут погибнуть 800 человек, 18 000 получат ранения. Данное заявление прокомментировал доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией Института физики Земли РАН Любушин Алексей Александрович.
Землетрясения происходят в основном в результате накопления тектонической энергии на стыке литосферных плит. Таким регионом, где встречаются континентальная и океаническая плиты, является Калифорния. Вообще, все побережье Тихого океана в сейсмологии носит название "Тихоокеанского огненного кольца" — там происходит 80% сильнейших землетрясений мира. Почему? Дело в том, что в центре Тихого океана происходит рождение земной коры в результате поднятия из глубин массы вещества, из которой состоит мантия Земли. Поднимаясь и охлаждаясь, это вещество превращается в жесткую земную кору и раздвигается от центра океана к его краям (этот процесс называется "спрединг"). По мере своего движения молодая океаническая кора сталкивается с древней континентальной корой, из которой состоят континенты. Она начинает подталкиваться под континентальную кору и опускаться опять вглубь Земли (этот процесс называется субдукцией). Так происходит своего рода "круговорот" вещества мантии.
Вот эти зоны субдукции и являются местом сильнейших землетрясений. Молодая океаническая кора своими шероховатостями зацепляется за континентальную кору и начинается процесс накопления тектонических напряжений. Когда эти напряжения превысят порог прочности, шероховатости ломаются и блоки земной коры резко проскальзывают друг относительно друга. При этом генерируются сильные сейсмические волны, которые и несут в себе опасность.
Побережье Калифорнии является такой зоной субдукции. Помимо Калифорнии, местом сильнейших землетрясений является также Аляска, Командорские и Алеутские острова, Камчатка, Курильские острова, Филиппины, острова в южной части Тихого океана, тихоокеанское побережье Южной Америки.
Поэтому нет ничего удивительного в том, что недалеко от Сан-Франциско могут произойти сильные землетрясения. Основная сложность проблемы оценки сейсмической опасности заключается в прогнозе момента времени сейсмического события. Эта задача пока еще не решена. Дело в том, что обнаружить тренд сейсмической опасности, то есть определить, идет процесс накопления тектонической энергии или нет, еще возможно. Но когда произойдет сброс накопленной энергии, определить пока еще невозможно. Одной из причин этой неопределенности является наличие другого сценария сброса энергии — не в виде резкой подвижки между блоками земной коры, сопровождаемой сильными сейсмическими волнами, а в виде усиления медленных движений, плавного проскальзывания по разломам. Такие события называются "медленными" или "тихими" землетрясениями и лишь сравнительно недавно научились их фиксировать и изучать. Так что вполне возможно, что те явления активизации медленных движений по разлому недалеко от Сан-Франциско, о которой сообщается в этой заметке, это как раз и есть "тихое землетрясение". Распознавать по какому сценарию будет сбрасываться накопленная тектоническая энергия, пока еще не научились.
Кстати стоит заметить, что помимо Калифорнии, к сейсмической опасности которой традиционно обращено основное внимание, на территории США есть еще одна опасная зона. Она находится ближе к Атлантическому побережью и носит название Нью-Мадридской. Эта зона захватывает такие крупные города, как Мемфис (агломерация примерно 2 миллиона жителей). В этой зоне очень давно, в 1811-1812 годах, произошла серия сильнейших, так называемых внутриплитовых землетрясений, магнитуда которых доходила до 8. В те времена население в этом регионе было незначительным, поэтому про число жертв ничего неизвестно. Но вот если сейчас, спустя 200 лет, такие события повторятся, то число жертв может быть очень велико. При этом надо учесть, что здания в Мемфисе построены без учета требований сейсмостойкого строительства, в отличие от городов в Калифорнии.
На территории США находится крупнейшая в мире сеть стационарных пунктов GPS, в которых непрерывно, с шагом по времени 5 минут, измеряется дрожь земной поверхности в трех перпендикулярных направлениях. Эта сеть насчитывает почти 5 тысяч пунктов измерения. Наличие таких измерений позволяет вычислить степень их синхронизации (корреляции) в любой точке на поверхности Земли от измерений на соседних станциях. В результате можно построить карту, на которой будут видны пятна повышенной корреляции дрожания земной поверхности. В Калифорнии находится одно из таких пятен. Есть еще несколько пятен, кстати сказать, в регионах добычи сланцевой нефти. Но самое интенсивное пятно повышенной корреляции находится как раз в Нью-Мадридской сейсмической зоне! Так что я на месте американских сейсмологов не пренебрегал бы оценкой сейсмической опасности в зоне старых Нью-Мадридских землетрясений 200-летней давности и уделял бы больше внимания этому региону.
Карты согласованности GPS-шума в США, 2013-2017 гг.
Д. Савинова