Повече от три десетилетия експертите се опитват да разгадаят мистерията защо определен вид подводни разломи предизвикват земетресения много по-предвидимо от останалите.

Тези трусове се повтарят с почти изумителна регулярност и обикновено са с приблизително еднакъв магнитуд.

Ново изследване предлага възможно обяснение.

Естествените „спирачки“ на подводните разломи

Тези океански трансформни разломи, както са известни, са заобиколени от бариерни зони, които според изследователи от САЩ и Канада действат като естествени „спирачки“ за земетръсната активност.

Механизмът е свързан с разширяване на напуканите скали: когато морска вода прониква дълбоко в тях, налягането се променя и отделни участъци от разлома временно се „заключват“. Именно това предпазва тези зони от разрушителната сила на по-големите трусове, съобщават изследователите.

Разкриването на тайните на тези необичайно предсказуеми разломи може да помогне за по-широкото усъвършенстване на моделите за земетресения.

„Отдавна знаем, че тези бариери съществуват, но въпросът винаги е бил от какво са изградени и защо успяват толкова надеждно да спират земетресенията – цикъл след цикъл“, казва сеизмологът Дзиенхуа Гонг от Университета на Индиана в Блумингтън, САЩ.

Какво показват данните от разлома Гофар

Изследователите са анализирали данни от два участъка по протежение на трансформния разлом Гофар – дълбока подводна падина, която бележи границата между Тихоокеанската и Наска тектоничната плоча, западно от Еквадор и дълбоко под водите на Тихия океан.

Двете тектонични плочи се приплъзват една покрай друга със скорост около 140 милиметра годишно. От началото на пълното водене на записи през 1995 г. насам разломът генерира редовно земетресение с магнитуд 6 на всеки пет или шест години.

В два отделни експеримента, проведени през 2008 г. и през периода 2019–2022 г., на морското дъно са били поставени устройства, известни като океански дънни сеизмометри (OBS), за да проследяват движенията на земната кора. Тези инструменти са регистрирали подробности за десетки хиляди малки земетресения около два големи труса.

Анализът на данните показва, че двата сегмента на разлома Гофар, всеки от които има своя бариерна зона, са се разтърсвали по сходен начин. Измерванията разкриват, че тези бариерни зони всъщност представляват сложни мрежи от малки разломи, които поемат многобройните по-слаби трусове, предшестващи големите земетресения.

Как бариерните зони ограничават по-големите трусове

Когато настъпят основните земетресения, наситените с флуиди скали около тези буферни зони се разместват и разширяват, а в образувалите се празнини нахлува още вода. Това води до промени в налягането, които карат скалите да се „заключат“ и възпрепятстват по-нататъшното приплъзване. Така на практика земетресението не може да се разрасне.

„Тези бариери не са просто пасивни особености на геоложката среда“, казва Гонг.

„Те са активни, динамични части от разломната система, а разбирането на начина, по който функционират, променя представата ни за границите, до които могат да достигнат земетресенията по тези разломи.“

Защо това може да важи и за други разломи

Сеизмолозите са наблюдавали сходни сценарии при океански трансформни разломи по целия свят: земетресенията по тях са по-слаби от очакваното, като се имат предвид геоложките напрежения и структурата на разломните зони.

Макар че в това изследване досега е анализиран само един конкретен разлом, бариерни зони като тези около разлома Гофар може да ограничават движението и при други разломи.

За да се случва това, би трябвало да са налице същият тип сложно напукване и проникване на морска вода, наблюдавани в настоящото проучване. Бъдещи изследвания биха могли да проверят тази възможност, например чрез техники като сондиране на морското дъно, предполагат учените.

Какво означава това за прогнозирането на земетресения

Предвид местоположението на разлома Гофар няма реална опасност земетресенията там да причинят щети в населени райони или да доведат до загуба на човешки живот. Въпреки това откритията може да дадат нова представа за земетръсни зони, които са потенциално по-опасни.

Земетресенията по повечето разломи, различни от океанските трансформни разломи – независимо дали се намират под океана, или на сушата – са пословично трудни за прогнозиране. Но всяка стъпка напред в научното разбиране ни приближава до момента, в който ще знаем по-добре кога и къде могат да ударят трусовете, а новите модели и алгоритми вече променят начина, по който учените мислят за прогнозирането на силни земетресения.

„Предсказуемите сеизмични цикли и пространствено ограничените зони на разкъсване, документирани от OBS експериментите през 2008 и 2020 г., показват, че целенасоченото, многогодишно разполагане на апаратура е от съществено значение за улавянето на подробностите на сеизмичността, свързана с големи земетресения по океански трансформни разломи, както и за изясняването на механизмите, които стоят в основата им“, пишат изследователите в публикуваната си научна статия.

„Такива наблюдения дават нови прозрения за физиката на земетресенията и осигуряват надеждни ограничения за числените модели.“

Изследването е публикувано в Science.