Крупные землетрясения на западном побережье США могут стать двойным ударом

Ужасное землетрясение на западном побережье США, известное как «Большое одно», может превратиться в «Большую двойку». Анализ осадочных отложений у тихоокеанского побережья Северной Америки показывает, что за последние 3000 лет крупные землетрясения в зоне разлома Каскадия могли спровоцировать до восьми крупных землетрясений в зоне разлома Сан-Андреас.

«Если бы произошло извержение Каскадия, я бы отнесся к этому весьма серьезно, как к очень четкому предварительному предупреждению для северной части Сан-Андреаса», — говорит Крис Голдфингер, палеосейсмолог из Университета штата Орегон, возглавлявший исследование, опубликованное в журнале Geosphere.

Две зоны разломов протянулись более чем на 1000 километров вдоль побережья Тихого океана, но генерируют землетрясения по-разному. Каскадия на северо-западе Тихого океана – это зона субдукции, где тектоническая плита Хуан-де-Фука погружается под Северо-Американскую плиту. Зона разлома Сан-Андреас в Калифорнии образована так называемыми сдвиговыми разломами, образовавшимися в местах трения Тихоокеанской плиты о край Северной Америки. Обе зоны разломов заканчиваются вблизи района у побережья Северной Калифорнии, называемого тройным стыком Мендосино.

Голдфингер и его коллеги используют морские отложения, образовавшиеся в районе Тройного стыка, для изучения прошлого поведения этих разломов. Когда происходит сильное землетрясение, возникают подводные оползни, которые перемещают песок и ил. Эти отложения, называемые турбидитами, обладают характерной текстурой, которая служит свидетельством землетрясений, произошедших тысячелетия назад.

В новом исследовании Голдфингер и его коллеги проанализировали более 100 кернов осадочных пород, пробуренных в районе Трипл-Джанкшен. Некоторые из них зафиксировали турбидитные потоки, образовавшиеся в результате землетрясений как в Каскадии, так и в Сан-Андреасе. Они обратили внимание на необычные турбидиты, которые выглядели «перевернутыми»: слой песка находился поверх ила. Более лёгкие и мелкие частицы ила обычно оседают поверх песка.

Прорыв наступил, когда они поняли, что перевернутая картина может быть результатом не одного землетрясения, а двух, произошедших с небольшой скоростью подряд, говорит Голдфингер. Первое землетрясение, как обычно, оставляет слой песка и ила, а затем второе землетрясение насыпает сверху слой песка. Расстояние между некоторыми турбидитными слоями позволяет предположить, что два землетрясения произошли с интервалом в несколько минут.

Исследователи сообщают, что восемь таких двухэтажных турбидитов образовались вблизи отрогов Трипл-Джанкшен со стороны Сан-Андреас за последние 3000 лет. Радиоуглеродное датирование раковин из карбоната кальция в отложениях позволяет предположить, что все восемь событий произошли в течение примерно 60 лет после крупных землетрясений в Каскадии, включая крупное землетрясение мега-удар в 1700 году. Однако не все крупные землетрясения в Сан-Андреас связаны с Каскадией. Например, Великое землетрясение в Сан-Франциско 1906 года, вызвавшее пожар, уничтоживший большую часть города, было вызвано исключительно действием Сан-Андреас.

Предыдущие модели передачи напряжения между двумя разломами предполагали возможность срабатывания, но маловероятную; два разлома, движущиеся перпендикулярно друг другу, не обеспечивают эффективную передачу напряжения. Однако Голдфингер утверждает, что данные осадочного слоя указывают на то, что модели, возможно, не учитывают какой-то фактор, который может привести к разрушению разлома Сан-Андреас в результате землетрясения в Каскадии. «Если это произошло, это может произойти», — говорит он.

Аманда Томас, геофизик из Калифорнийского университета в Дэвисе, не участвовавшая в исследовании, говорит, что исследование предоставляет «обнадеживающие» доказательства того, что разломы действительно взаимодействуют. В других сейсмоопасных зонах, например, в Нанкайском прогибе недалеко от Японии, наблюдались синхронные землетрясения вдоль отдельных разломов. Однако, по её словам, могут быть и другие объяснения двойных турбидитов, например, штормы, создающие схожие течения. Методы датирования также недостаточно точны, чтобы точно определить, насколько близко по времени формировался каждый слой, добавляет она. «Это было проблемой в прошлом».

Землетрясение большой магнитуды как в Каскадии, так и в Сан-Андреасе может привести к масштабной катастрофе, унесшей тысячи жизней и нанесшей экономический ущерб в десятки миллиардов долларов. «Это потребует от страны интенсивных мер реагирования», — говорит Голдфингер, добавляя, что такое синхронизированное землетрясение в настоящее время не учитывается ни в одной из известных ему моделей сейсмической опасности. Обнадёживает тот факт, что землетрясение в Каскадии может привести к тревоге в Калифорнии, хотя пока неясно, произойдет ли землетрясение в Сан-Андреасе через несколько минут или месяцев.