11 апреля 2012 года землетрясение силой 8, 6 балла в Индийском океане потрясло побережье Суматры. Лишь через день - на расстоянии 3900 миль (6230 км) - сейсмологи обнаружили несколько более мелких волн, гремящих на восточном побережье Японии.
Но это был не афтершок, те небольшие грохоты, которые обычно происходят после интенсивного сейсмического события. Тем не менее, по мнению группы исследователей из Лос-Аламосской национальной лаборатории, эти два землетрясения все еще были связаны.
Землетрясения происходят, когда куски земной коры скользят друг с другом, растягиваются или сжимаются. Точки контакта называются разломами (по сути, трещинами). Стресс нарастает и в конце концов снимается, что приводит к внезапному движению. После землетрясения пострадавший регион может, конечно, испытать толчки. Например, землетрясение в Тохоку 2011 года сдвинуло часть острова Хонсю на целых 13 футов ближе к США.
Согласно исследованию, опубликованному сегодня в журнале Science Advances, крупные землетрясения могут также вызвать более мелкие землетрясения в отдаленной части земного шара, изменяя реакцию скалы на стресс.
«При любом типе ошибки у вас есть все - от трещиноватых пород до сыпучих материалов», - говорит Эндрю Делори, геофизик из Лос-Аламосских национальных лабораторий, который руководил недавним исследованием. «Когда вы встряхнете это, способ передачи силы через него изменится».
Приведет ли отдаленное сильное землетрясение к другой ошибке, подобно тому, как произошло землетрясение в Индийском океане в Японии, зависит от ряда факторов: количество активности, которая уже произошла, стресс, который уже произошел, и тип материала в самой ошибке,
Землетрясения и разломы бывают нескольких видов. На границах между плитами разломы вызывают землетрясения, потому что плиты не всегда плавно скользят друг по другу. В Калифорнии и в Индийском океане у Суматры пластины скользят друг против друга с боков; это известно как ошибка забастовки. В Японии Тихоокеанская плита движется под той, которая несет главные острова, и эта граница является разломом сходящегося типа.
Область, которую изучал Делори, состоит из так называемых «нормальных» разломов, которые представляют собой области, в которых кора растягивается и разрушается, и две стороны разлома движутся вверх и вниз относительно друг друга.
Землетрясение посылает сейсмические волны через окружающую скалу, и эти волны могут, и делают, путешествовать на большие расстояния. (Это одна из причин, по которой сейсмические детекторы могут проводить как землетрясения, так и испытания ядерного оружия, даже если они очень далеко). Исследование в Лос-Аламосе утверждает, что эти волны толкают камни в областях непосредственно вокруг разломов, а также сами разломы изменяют способ, которым материал в разломе реагирует на стресс.
Хорошая аналогия - это груда гравия: в зависимости от его первоначальной формы, форма, которую он принимает после встряхивания, будет отличаться, а вместе с ней и способом передачи силы, говорит Делори.
Если в районе с разломами в последнее время наблюдалась большая сейсмическая активность, эти разломы могут подвергаться большему стрессу очень быстро - это то, что произошло в Японии. Дополнительная сейсмическая волна может толкнуть их сверху, чтобы они проскользнули, вызвав вторичное землетрясение.
В этом случае сейсмическая волна от землетрясения в Индийском океане обрушилась на уже напряженную породу Японии, которая всего лишь год назад пережила землетрясение Тохоку силой 9, 0 балла.
В ходе исследования команда Делори рассмотрела два небольших землетрясения, которые произошли недалеко от восточного побережья Японии через 30 и 50 часов после землетрясения в Индийском океане. Сами темблеры были относительно мягкими, величины 5, 5 и 5, 7 соответственно - люди на берегу не заметили бы их.
Землетрясения происходили по линии, одно за другим, описывая путь, который вел прямо к эпицентру землетрясения в Индийском океане. Но шансы были против этого паттерна, с вероятностью только 1 из 358, что они произойдут по совпадению, согласно исследованию.
Команда также обнаружила, что сейсмическая активность в этом районе, как правило, резко возросла сразу после землетрясения в Индийском океане, которое исчезло через несколько дней. Делори отмечает, что ему довелось изучать район вблизи Японии, потому что сейсмический мониторинг там исключительно хорош, но если его гипотеза верна, то же самое проявится в других частях света.
Исследование Делори не первый раз, когда кто-либо теоретизировал большие землетрясения, вызывающие меньшие каскадные, но это никогда не измерялось напрямую.
Это не означает, что землетрясение на Суматре - или где-либо еще - обязательно вызовет проблемы, например, для жителей Калифорнии, а также не означает, что отдаленное землетрясение всегда будет вызывать более мелкие в другом месте. Изменения в неисправностях также не являются постоянными. Разломы могут восстанавливать свою прочность и устойчивость к проскальзыванию через недели или месяцы. Это даже не делает область более склонной к тряске, объясняет Делори. «Это зависит от свойств материала».
Реальная польза от осознания того, что это происходит, это изучение структуры неисправностей. Большие сейсмические волны могут действовать как радар - изучая, что происходит с ними до и после того, как они вызывают землетрясения в других местах, можно более четко увидеть структуру системы разломов. «Если мы увидим вызванные землетрясения, мы сможем узнать что-то о стрессах по этой вине», - говорит Делори. «На самом деле мы не очень хорошо разбираемся во временных изменениях в ответ на сейсмические опасности. Эти [исследования] могут приблизить нас».
