Ученые выявили скрытые волны цунами, раскрыв источник Камчатского землетрясения

Фото из открытых источников

Цунами, вызванное землетрясением 2025 года у берегов Камчатского полуострова России, принесло второй, более короткий волновой сигнал, который выявил разрыв в пределах 10 километров.

Этот скрытый «хвост», обнаруженный в новом исследовании, превращает само цунами в более точный индикатор места землетрясения магнитудой 8,8 и объясняет, почему риски для прибрежных районов могут быть неправильно оценены.

Примерно через 70 минут после землетрясения на море у берегов Камчатки все еще оставались следы этого неглубокого разрыва в виде широкой вереницы волн.

Группа исследователей под руководством Игнасио Сепульведы из Университета штата Сан-Диего (SDSU) проанализировала изображения, полученные со спутника Surface Water and Ocean Topography (SWOT).

Исследователи зафиксировали короткие волны, последовавшие за первым гребнем. Эти возмущения показали, что разрыв достиг самой мелководной части разлома, зоны, которая часто размывается при использовании стандартных сейсмических и океанографических записей.

Спутниковые снимки позволили точно определить местоположение сигнала в участке разлома, который трудно различить с помощью других наблюдений, что позволило выявить физические процессы, вызывающие образование волновых следов.

Более длинные волны цунами стремительно продвигались вперед, в то время как более короткие отставали, создавая эффект рассеивания, когда скорость волны изменяется в зависимости от длины волны.

Поскольку замыкающие волновые пакеты простирались примерно на 31 милю, они вели себя иначе, чем основной фронт, и сохраняли четкую, читаемую сигнатуру.

Полученные данные позволили сузить круг возможных источников до короткой полосы вдоль траншеи у южного побережья Камчатки.

Такую детализацию сложно получить, используя только немногочисленные приборы, поэтому спутниковые снимки изменили ситуацию.

Пять расположенных поблизости датчиков системы оценки и оповещения о цунами в глубоководных районах (DART) зафиксировали первый фронт в разных точках.

Ближайший прибор измерил расстояние от гребня до впадины примерно в 1,3 метра, подтвердив наличие мощной волны, но не ее полную форму.

В очень глубоких водах в записях давления, полученных с помощью системы DART, теряются некоторые короткие сигналы, а большие промежутки между станциями приводят к тому, что расстояние между ними остается неопределенным.

Спутниковые данные заполнили этот пробел, показывая направление, кривизну и расстояние между точками на поверхности, вместо того чтобы отображать показания по одной точке за раз.

Камчатка расположена в зоне субдукции, где одна плита скользит под другую, что может привести к внезапному поднятию морского дна.

Когда разрыв приближается к траншее, зона поднятия становится короче и круче, что приводит к появлению волн меньшей длины.

Ученые давно предсказывали, что подобный источник будет оставлять за ведущей волной прерывистый шлейф.

В данном случае это событие обеспечило первую прямую космическую связь между этим хвостом и неглубокой частью разрыва.

Команда объединила спутниковые снимки с данными о движении земной поверхности и волнах в прибрежной зоне, а затем создала конкурирующие версии землетрясения.

Один вариант сохранял движение вблизи траншеи, в то время как другой устранил его и заставил движение происходить глубже под плитой.

Только мелководная версия воспроизвела замыкающие волны, в то время как модель, построенная для длинной ведущей волны, их не обнаружила.

Результаты параллельного сравнения показали, что необычная серия волн связана с движением вблизи впадины, а не с шумом или фоновым движением океана.

В более ранней статье, посвященной цунами 2023 года вблизи островов Лоялти в юго-западной части Тихого океана, уже было показано, что SWOT-анализ позволяет построить двухмерную карту волнового рисунка.

Находясь ближе к источнику, спутник достаточно быстро зафиксировал возмущение, чтобы сообщить что-то о самом разрыве.

Команда SDSU описала еще одно обнаружение вблизи пролива Дрейка, вод между Южной Америкой и Антарктидой, что указывает на то, что подобные коротковолновые хвосты могут быть не таким уж редким явлением.

Вместо этого ученые могли их упустить из виду, поскольку спутник должен пролететь над нужным участком океана точно в нужное время.

Более точные оценки источников загрязнения имеют важное значение, поскольку системы предупреждения начинаются с предположений о том, как изменилось морское дно.

Если первая попытка прогнозирования не обнаружит движения вблизи желоба, то результаты могут недооценить места, где вода будет скапливаться быстрее всего у открытых берегов.

«Мы изучаем свойства землетрясений, которые расширяют наши знания и могут прояснить научные вопросы для научного сообщества», — сказал Сепульведа.

Его команда утверждала, что модели, описывающие ситуацию вблизи источника, должны включать эти задержанные короткие волны всякий раз, когда наблюдения это подтверждают.

В отличие от более старых методов альтиметрии, измеряющих высоту поверхности моря с орбиты, SWOT сканирует широкую полосу океана, а не одну узкую линию.

Благодаря такому более широкому обзору исследователи одновременно считывают направление и кривизну волн, что часто упускается при однолинейном зондировании.

«Это открытие демонстрирует важность инвестиций США и всего мира в спутниковые возможности для измерения того, что происходит на нашей планете в отношении геоопасных явлений», — сказал Сепульведа.

Более полные предварительные данные не остановят цунами, но они могут улучшить прогнозы, на основе которых проводится эвакуация.

Камчатское событие вызвало волну волн в Тихом океане, но прохождение земной коры вблизи источника всё же произошло случайно.

В большинстве мест SWOT-анализ проводится в среднем примерно каждые 11 дней, поэтому для прогнозирования большинства цунами по-прежнему будут использоваться другие инструменты.

Тем не менее, если время выбрано удачно, спутник может сопоставить данные с датчиков на морском дне, береговых измерительных приборов и сейсмических данных.

Каждый удачно построенный путепровод обогащает научную информацию, даже если он не может служить самостоятельной системой предупреждения.

Наблюдение за разрывом Камчатской плиты с орбиты позволило ученым увидеть процесс зарождения цунами, который обычно остается скрытым.

В будущем эстакады не заменят наземные датчики, но они могут сделать моделирование источников цунами более быстрым, точным и реалистичным.