Сейсмические следы обнажают ранее неизвестную и опасную линию разлома

Фото из открытых источников

Ученые связали резкое поднятие уровня земли на юге Польши с погребенной трещиной в земле, которая когда-то образовалась. Это открытие свидетельствует о том, что тысячи лет назад в этом районе происходили мощные землетрясения, хотя последние данные создают впечатление спокойной и малорисковой обстановки. Результаты исследования были опубликованы в журнале Geomorphology.

Вблизи Бжеги на юге Польши 4-метровый обрыв тянется примерно на 3 километра через пастбища, оставляя острый край на почве.

Составив карту этой линии, Петр Клапита, геоморфолог из Ягеллонского университета в Кракове, связал ее с ранее неизвестным разломом. Клапита и его коллеги проверили, могут ли вода или оползни объяснить наличие края разлома, а затем обнаружили признаки более глубокого разрушения.

Обнаружение новой линии разлома в этом бассейне побуждает ученых расширить историю землетрясений в регионе за пределы недавних наблюдений.

Аэрофотосъемка с использованием лазерных карт позволяет команде следовать по краю холмов и русел рек, не полагаясь на фрагментарные наземные снимки. Даже там, где менялись уклоны, линия оставалась прямой и непрерывной — узор, который обычная эрозия редко оставляет после себя.

Под поверхностью земли геофизические исследования, представляющие собой методы сканирования неглубоких слоев, выявили резкий разрыв непосредственно под видимым краем. Эти подземные разломы наиболее точно соответствовали тектоническому объяснению, и именно они подтолкнули к решению начать раскопки.

Экскаваторы проложили палеосейсмическую траншею — узкую яму, обнажающую погребенные слои, — поперек уступа вблизи Бжеги.

Внутри этого разреза слои осадочных пород резко обрывались, а затем возобновлялись на другом уровне, совпадая с расположенной ниже зоной разлома. Резкие разрывы и размытые полосы на обнаженных стенах указывали на сдвиг, а не на медленное оползание грунта вниз по склону. Траншея не может выявить все прошлые землетрясения, но она может подтвердить, что внезапные движения когда-то прорвали молодые осадочные породы.

Отсутствие органических материалов в траншее не позволило точно определить возраст, поэтому команда обратилась к самому ландшафту. Вместо этого они использовали диффузионное моделирование — математический метод, оценивающий скорость размягчения острого края, — чтобы определить его возраст.

По их расчетам, разрыв произошел примерно от 10 000 до 50 000 лет назад, во время последнего ледникового периода. Поскольку метод предполагает простую историю формирования края, по замыслу, время остается неопределенным.

На современных картах Подхале, котловина на юге Польши, недалеко от Словакии, обозначена как спокойная, поскольку там зафиксировано мало недавних землетрясений. Сейсмометры отслеживали этот уголок Европы лишь в течение короткого промежутка времени, поэтому длительные перерывы остаются незаметными.

Письменные свидетельства дополняют летопись, но в них упускается из виду то землетрясение, которое произошло еще до того, как города разрослись и люди начали вести записи.

На медленно движущихся разломах всё ещё могут происходить редкие крупные землетрясения, оставляя после себя лишь следы, которые учёные смогут обнаружить позже.

Каталог землетрясений, постоянно обновляемый список, составленный на основе данных приборов, может оказаться неполным, если разрушительные события происходят с интервалом в несколько столетий.

Выкапывая траншеи поперек действующих разломов, ученые смогли зафиксировать более старые землетрясения, которые так и не попали в современные каталоги.

В палеосейсмологии, науке об изучении землетрясений по геологическим следам, слои осадочных пород могут указывать на место разрыва разлома.

«По мнению авторов, палеосейсмические исследования позволяют гораздо точнее оценить геологические опасности, чем полагаться исключительно на современные каталоги землетрясений», — сказал Клапита.

Как ни странно, след от разлома Бжеги не соответствует обычной схеме, связывающей длину разлома и размер разрыва на поверхности.

Как правило, более длинные разломы приводят к более крупным разрывам на поверхности, поскольку во время сильного землетрясения напряжение распространяется и высвобождается на большей площади.

Медленное ползучесть в выветренной глине также может со временем сделать обрыв более крутым, поэтому видимый перепад высот может преувеличивать величину движения.

Тем не менее, короткое замыкание, достигающее поверхности, сигнализирует об энергии, которую современный мониторинг, возможно, никогда не сможет зафиксировать за всю жизнь.

Давление, возникающее в результате столкновения Альп и Карпат в Центральной Европе, продолжает сжимать регион, и разломы могут проявлять активность на значительном расстоянии.

Полевые исследования показали, что разлом Бжеги смещается вбок и вниз, а такое сочетание факторов может влиять на дренажные системы и склоны.

В котловине к северу от Татр, на польско-словацкой границе, наблюдалось сужение в северо-восточном направлении, которое совпадало с направлением движения в близлежащих структурах. Установление связи между локальным разрывом и региональными силами помогает ученым проверить, какие еще скрытые разломы могут испытывать аналогичное напряжение.

Для специалистов по планированию рисков след от землетрясения в Бжеги имеет значение, поскольку он доказывает, что земля может сохранять следы после прекращения сотрясений.

Новые карты высокого разрешения позволяют группам сканировать другие долины на наличие прямых участков, а затем подтверждать их с помощью целенаправленных траншей. В дальнейшем решающее значение будет иметь более грамотный подход к знакомствам, поскольку опасность поломки зависит от того, как часто она происходит, а не только от размера.

Каждое новое древнее землетрясение, добавленное в летопись, может изменить то, как Польша будет учитывать редкие, но причиняющие значительный ущерб землетрясения при планировании будущих действий.

Находка в Бжеги превращает тихий уголок южной Польши в долгую историю, написанную слоями, то разрушающимися, то заживающими.

Большее количество траншей и более точные датировки должны показать, произошел ли разрыв разлома один раз или неоднократно, и как следует составлять каталоги.