Небольшие землетрясения выявили скрытую и сложную систему разломов под Северной Калифорнией. Полученные данные опровергают старые предположения и дают новые сведения о рисках землетрясений в одном из самых опасных регионов страны. Фото: Shutterstock
Внимательно отслеживая серии чрезвычайно слабых землетрясений, ученые получают новое представление об опасном и сложном регионе у побережья Северной Калифорнии. Этот район является местом пересечения разлома Сан-Андреас и зоны субдукции Каскадия, места, способного вызывать мощные и разрушительные землетрясения. Исследование было проведено учеными из Геологической службы США, Калифорнийского университета в Дэвисе и Университета Колорадо в Боулдере и опубликовано 15 января в журнале Science.
«Если мы не понимаем лежащих в основе тектонических процессов, трудно предсказать сейсмическую опасность», — сказала соавтор исследования Аманда Томас, профессор наук о земле и планетах Калифорнийского университета в Дэвисе.
Сейсмический перекресток под побережьем
Тройной разлом Мендосино находится недалеко от округа Гумбольдт, где сходятся три основные тектонические плиты. К югу от этого места Тихоокеанская плита движется примерно на северо-запад вдоль Североамериканской плиты, образуя разлом Сан-Андреас. На севере плита Горда (или Хуан-де-Фука) движется на северо-восток и опускается под Североамериканскую плиту, погружаясь в мантию Земли в процессе, известном как субдукция.
Хотя на карте такое расположение может показаться простым, ученые говорят, что реальная структура под поверхностью гораздо сложнее. Одним из ярких примеров стало сильное землетрясение (магнитудой 7,2) в 1992 году, которое произошло на гораздо меньшей глубине, чем ожидалось.
Заглядывая под поверхность
Первый автор Дэвид Шелли из Центра геологических опасностей Геологической службы США в Голдене, штат Колорадо, сказал, что задача похожа на изучение айсберга.
«На поверхности можно кое-что разглядеть, но нужно выяснить, какова конфигурация под поверхностью», — сказал Шелли.
Чтобы обнаружить эту скрытую структуру, Шелли и его коллеги использовали плотную сеть сейсмометров на северо-западе Тихого океана. Приборы зафиксировали чрезвычайно слабые «низкочастотные» землетрясения, которые происходят там, где тектонические плиты медленно скользят друг по другу. Эти крошечные события в тысячи раз слабее землетрясений, которые люди могут ощутить на поверхности.
Команда протестировала свою подземную модель, изучив, как эти небольшие землетрясения реагируют на приливные силы. Точно так же, как гравитационное притяжение Солнца и Луны влияет на океанские приливы, оно также оказывает незначительное воздействие на тектонические плиты. Когда эти силы совпадают с естественным направлением движения плит, количество небольших землетрясений увеличивается, сказал Томас.
Пять подвижных плит под Северной Калифорнией
Исследователи обнаружили, что в регионе находятся пять подвижных плит, а не только три основные плиты, причем две из них скрыты глубоко под поверхностью.
На южной оконечности зоны субдукции Каскадия команда обнаружила, что часть Североамериканской плиты откололась и увлекается вниз вместе с плитой Горда, поскольку она погружается под Северную Америку.
К югу от тройного сочленения Тихоокеанская плита, двигаясь на север, затягивает под Североамериканскую плиту массив горных пород, известный как фрагмент «Пионер». Разлом, отделяющий фрагмент «Пионер» от Североамериканской плиты, лежит почти ровно и не виден на поверхности.
Первый фрагмент когда-то был частью Фараллонской плиты, древней тектонической плиты, которая когда-то простиралась вдоль побережья Калифорнии и с тех пор практически исчезла.
Объяснение загадочного землетрясения
Эта обновленная модель помогает объяснить, почему землетрясение 1992 года произошло на такой небольшой глубине. По словам Materna, поверхность, которая вдавливается под Северную Америку, находится не так глубоко, как считали ученые ранее.
«Предполагалось, что разломы следуют по переднему краю погружающейся плиты, но этот пример отличается от этого», — сказала Матерна. «Граница плиты, похоже, находится не там, где мы думали».
Работа была поддержана грантом Национального научного фонда.