Исследователи из Института динамики геосфер РАН и МФТИ впервые смогли создать медленное землетрясение с низкочастотными колебаниями в лабораторных условиях. Результаты работы показали, что по наблюдаемым сейсмическим данным можно прогнозировать процессы в разломах земной коры. О своей работе исследователи сообщили в журнале Scientific Reports.

Землетрясение — это следствие сдвига друг относительно друга плит земной коры вдоль тектонического разлома. Кроме обычных землетрясений ученые также выделяют «медленные», при которых кора колеблется настолько слабо, что по большей части люди этого не чувствуют, хотя его энергия такая же, как при обычном землетрясении. Отследить такие явления можно только с помощью специальных инструментов. Поэтому исследователи стремятся выяснить, благодаря чему формируются разные типы землетрясений и существуют ли общие закономерности между этими процессами.

«Наша главная задача — научиться переводить обычное землетрясение в медленное. Это позволит не допустить разрушений при возникновении такого явления. Однако сегодня мы не до конца понимаем механику и природу разных типов скольжений блоков земной коры вдоль разлома, которые приводят к разным видам землетрясений. В новой работе мы впервые смогли воспроизвести в лаборатории аналоги этих событий — медленные и быстрые землетрясения», — рассказывает один из авторов работы, старший научный сотрудник Института динамики геосфер РАН и доцент кафедры теоретической и экспериментальной физики геосистем МФТИ Алексей Остапчук.

На сегодня единственный способ получить хоть какую-то информацию о текущих процессах на глубине — провести анализ сейсмических колебаний, которые идут из зоны разлома, либо тех, что проходят сквозь зону разлома и могут нести информацию о ее состоянии. Исследователи провели анализ акустических колебаний, возникающих при зарождении лабораторных землетрясений. Это позволило ученым выяснить историю механических движений в зоне разлома и предсказать момент начала землетрясения.

После обработки огромного массива сейсмоакустических данных ученые смогли выделить два главных класса импульсов. Они выяснили, что по форме акустических импульсов действительно можно сказать, что происходит с разломом. Анализ показал, что быстрые и медленные микрособытия отвечают за разные структурные зоны в разломе. Быстрые связаны с разрушением силового каркаса и эволюцией напряженной структуры. Медленные — с подвижностью отдельных разгруженных элементов зоны разлома.

Следующий шаг исследователей — изучить техногенно-тектонические землетрясения, которые были связаны с инженерной деятельностью человека, а именно добычей минерального сырья. Такие землетрясения возникают на глубинах разработки месторождений. Если знать структурные особенности разломов и блоков на месторождении за счет механических действий, то, согласно авторам, возможно будет поменять режим скольжения и преобразовать быстрое землетрясение в медленное.