Под островом Сулавеси обнаружен крупный разлом, грозящий риском цунами

Фото из открытых источников

Подтверждено наличие под островом Сулавеси в Индонезии масштабного разлома, который проходит в шельфовой зоне в виде непрерывной глубокой трещины, пронизывающей земную кору. Результаты исследования опубликованы в журнале Solid Earth.

Это расширение связывает землетрясения на суше напрямую с деформацией морского дна, усиливая взаимосвязь между сотрясением земли и риском цунами в регионе.

Через Целебесское море, к северу от Сулавеси, резкие скачки в глубине земной коры указывают на то, где заканчивается один блок земной коры и начинается другой.

Анализируя сигналы, исходящие от морского дна, Тинвэй Ян из Института геологии и геофизики Китайской академии наук (IGGCAS) показал, что разлом продолжает смещаться в сторону моря. Вместо того чтобы затухать у берега, разрыв пересекает всю земную кору под водой.

Такая геометрическая форма превращает локальный береговой разлом в более широкую шельфовую систему, которая может опасно деформировать морское дно.

Под Целебесским морем толщина земной коры составляла всего около 8 километров, в то время как в соседних районах она достигала примерно 25 километров. Дальше в северной части Сулавеси глубина превысила 30 километров, что свидетельствует о том, что в месте разлома сходятся совершенно разные блоки.

Одна сторона напоминает тонкое океаническое дно, а другая покрыта более толстой корой, характерной для растянутых континентальных грунтов. Это несоответствие имеет значение, потому что напряжение часто концентрируется там, где корки разной толщины и прочности трутся друг о друга.

Когда 28 сентября 2018 года произошло землетрясение, уровень воды, поднятый цунами, превысил 11 метров в районе залива Палу на западном побережье Сулавеси.

Эти повреждения выглядели странно, потому что основной разлом в основном смещается вбок, а такое движение обычно приводит к подъему меньшей воды.

Теперь же подход, основанный на анализе ситуации в прибрежной зоне, дает более четкое объяснение, поскольку глубокий разлом также может изгибать и опускать части морского дна. Тем не менее, это не проясняет все детали источника цунами, но устраняет один важный пробел.

Получить этот снимок было непросто, потому что лучшие доказательства находились на морском дне в очень шумном месте.

IGGCAS и ее партнеры развернули 27 океанографических приборов, но из-за утечек, задержек, связанных с COVID-19, и поврежденных дисков в рабочем состоянии осталось только девять регистраторов.

Каждая пригодная для использования станция по-прежнему регистрировала достаточно энергии землетрясений на больших расстояниях, чтобы ученые могли сравнивать приход волн из-под земной коры. Такая скудная доказательная база означает, что будущие исследования морского дна могут уточнить карту, особенно в тех местах, где разлом уходит в более глубокие воды.

Эти записи волн также отслеживали границу Мохо, разделяющую земную кору и мантию, где свойства горных пород резко меняются. Вблизи разлома Палу-Коро эта граница резко менялась, а не плавно переходила с одной стороны на другую.

Подобный внезапный скачок обычно означает, что отдельные блоки земной коры были сдвинуты вместе, а затем разделены движением разлома. В данном случае этот шаг позволяет придать шельфовому разлому физический отпечаток, а не просто линию, нарисованную на карте.

Еще одну подсказку дало замедление скорости распространения сейсмических волн под одной из морских станций вдоль северного участка разлома. Такие зоны с низкой скоростью распространения сейсмических колебаний, характерные для горных пород, передающих сотрясения медленнее, часто отмечают наличие разрушенных или насыщенных жидкостью материалов.

Разрушенные горные породы имеют значение, поскольку они ослабляют земную кору и могут указывать на место начала или перехода будущих разрывов. В сочетании с контрастом глубин, этот медленный участок усиливает предположение о наличии разлома, простирающегося далеко в море.

Во время этого события разрыв происходил с такой скоростью, что его можно было квалифицировать как сверхсдвиг, то есть разрыв, опережающий сдвиговые волны. Такая скорость помогает землетрясениям распространять разрушения дальше вдоль разлома, прежде чем изгибы или ответвления замедлят их.

Поскольку этот северный участок находится в той же системе, разрыв больше нельзя рассматривать как проблему, затрагивающую только сушу. Вместо этого, она связывает сотрясения на суше, подводную деформацию и возникновение цунами в единую взаимосвязанную цепочку опасностей.

В течение многих лет этот разлом ставил геологов в тупик, поскольку его размеры и движение указывали на большую опасность, чем это казалось на основании имеющихся данных.

Более ранние измерения GPS показали ежегодное боковое смещение примерно на 3,3 см, что является довольно высокой скоростью для любого континентального разлома. Быстрое движение может привести к постепенному накоплению напряжений, пока система не разрушится в результате разрушительного взрыва.

Этот контраст помогает объяснить, почему на Сулавеси может казаться обманчиво спокойной непосредственно перед сильным землетрясением.

Карты опасности теперь содержат более веские основания для распространения серьезной обеспокоенности за пределы побережья и на близлежащее морское дно. Это важно для систем оповещения, поскольку цунами достигали отдаленных берегов в течение нескольких минут после основного землетрясения.

Это также важно для портов, дорог и жилых районов, построенных вокруг узких заливов, где энергия волн может быстро накапливаться. Улучшение мониторинга в прибрежной зоне не предотвратит землетрясения, но позволит сузить круг догадок, превращающих опасность в катастрофу.

Новая карта разломов показывает, что опасность в прибрежной зоне Сулавеси не отделена от опасности на суше, а является частью одной и той же системы. Исследователям по-прежнему необходимы более плотные данные о морском дне, однако в настоящее время регион имеет более надежную основу для моделирования цунами и планирования действий в чрезвычайных ситуациях.