Балансирующие валуны позволяют предположить, что разлом Сан-Андреас будет менее разрушительным, чем считалось

Когда-нибудь сильное землетрясение разразится из-за разлома Сан-Андреас, который пересекает Южную Калифорнию от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско. Геологические данные ясно дают это понять. Однажды это уже происходило, и это случится снова.

Но когда Большой удар действительно произойдет, он может оказаться менее разрушительным, чем считалось ранее, по крайней мере, для Лос-Анджелеса. Согласно новой работе представленной на этой неделе на встрече Американского геофизического союза, земля там будет трястись на 65% менее сильно, чем предполагают официальные модели опасностей. 

Хорошие новости для Лос-Анджелеса связаны с тем, что пять камней опасно балансируют на вершинах других камней в Лавджой-Баттс, месте на севере округа Лос-Анджелес, которое находится всего в 15 километрах от разлома. Датируя время, когда камни впервые стали хрупкими, и анализируя их структуру, чтобы оценить максимальное сотрясение, которое они могут выдержать, исследователи смогли проверить официальные прогнозы на предмет тысячелетних землетрясений. Эти прогнозы оказались неудовлетворительными, говорит Анна Руд, ученый по сейсмической опасности из Фонда глобальных моделей землетрясений, которая руководила работой. «Оценки опасности совершенно не соответствуют этим шатко сбалансированным данным о горных породах».

Новое исследование является долгожданным достижением новой технологии, говорит Дэниел Трагман, сейсмолог из Университета Невады в Рино. «Они применили, пожалуй, самую строгую методологию, которую я когда-либо видел, чтобы попытаться решить эту проблему».

«Это хорошие данные», — добавляет Марк Петерсен, геофизик Геологической службы США (USGS), который возглавляет разработку Национальной модели сейсмической опасности США. По словам Петерсена, еще слишком рано включать полученные результаты во время обновления карт в следующем месяце, особенно с учетом консервативного характера карт. Но если они выдержат, говорит Руд, «это будет иметь реальные последствия для людей, живущих в этом районе». Карты сейсмической опасности используются в строительных нормах, подготовке к стихийным бедствиям и планировании землепользования.

Пока ученые пытались рассчитать сейсмическую опасность, они изо всех сил пытались предсказать сотрясения, вызванные крупнейшими землетрясениями, катастрофами, происходящими раз в 10 000 лет, которые очевидны в геологических данных, но никогда не происходили в наше время. Палеосейсмические методы дают ограниченную помощь. Незначительные сдвиги отложений, наблюдаемые в траншеях, вырытых поперек разломов, фиксируют древние землетрясения, но ничего не говорят о произошедшем сотрясении, которое является сложной функцией способа разрыва разлома и местной геологии. Поэтому сейсмологи строят свои карты сотрясений на основе экстраполяции исторических землетрясений. «Карты созданы на основе лучших имеющихся научных данных, но в них много неопределенностей», — говорит Тругман.

Однако хрупкие скалы на самом деле стали свидетелями древних землетрясений и продолжали стоять. Ветер и вода разрушили эти гранитные скалы, часто приобретая форму песочных часов, в которой валуны возвышаются на вершинах платформ. Во время путешествий в 2021 и 2022 годах Руд и ее соавторы вырезали поверхности камней вверх и вниз и датировали их, измеряя уровень бериллия-10, изотопа, образующегося при контакте камней с атмосферой и постоянной бомбардировке космическими лучами. Извлекая даты из узкого перешейка, где валуны встречаются с платформой, они смогли определить, когда камни впервые стали ненадежными. Оказалось, что один камень балансировал в своем хрупком положении уже 50 000 лет. «То, что этот камень записывал и пережил землетрясения на протяжении 50 000 лет, — это сумасшедший объем данных», — говорит Руд.

Команда также пометила камни наклейками, как актер захвата движения, чтобы их форму можно было воссоздать в цифровом виде. Анализируя формы структурных моделей, команда рассчитала, какую тряску они смогут выдержать, не упав.

В 2020 году Руд провел анализ хрупких горных пород вдоль разлома Хосгри возле калифорнийской электростанции Диабло-Каньон, чтобы оценить угрозу землетрясения для ядерных реакторов станции. Там она также обнаружила, что опасность преувеличена. Крупные и повторяющиеся разногласия с моделью опасностей Геологической службы США позволяют предположить, что исследователям, возможно, придется «вернуться к основам науки о землетрясениях и проверить наши фундаментальные знания», — говорит она.

Использование хрупких объектов для исследования прошлых землетрясений наверняка будет расти. Новая Зеландия уже использовала подобные сбалансированные камни, чтобы снизить оценку опасности на плотине Клайд в Отаго, третьей по величине гидроэлектростанции страны. Международное агентство по атомной энергии предложит использовать хрупкие элементы в своих новых сейсмических правилах. А Девин Макфиллипс, сейсмический геолог Геологической службы США, исследует, как морские столбы, призрачные остатки затерянных морских скал, склонных к обрушению, могут отслеживать силу древних землетрясений в зоне субдукции Каскадия на северо-западе Тихого океана.

По словам Макфиллипса, как только эти анализы станут более совершенными, они смогут отсеять неэффективные модели движения грунта. А пока калифорнийцы могут насладиться капелькой позитива. «Сильные землетрясения случаются и будут происходить снова в Южной Калифорнии. Я не жду этого дня», — говорит он. «Но, возможно, я могу надеяться, что это будет не так разрушительно».