Скрытый разлом под Нью-Джерси оказался причиной землетрясения 2024 года

Фото из открытых источников

С геологической точки зрения, под нашими ногами происходит множество процессов: слой за слоем перемещаются породы, металлы и химические вещества, и поскольку получить прямой доступ к недрам Земли крайне сложно, ученые полагаются на целый ряд обоснованных выводов, чтобы понять, что находится под нами.

Время от времени случаются настоящие сюрпризы и открытия, о которых мы раньше не знали – как, например, в новом исследовании, опубликованном в журнале Journal of Geophysical Research: Solid Earth, анализирующем землетрясение магнитудой 4,8, произошедшее в Тьюксбери, штат Нью-Джерси, в апреле 2024 года.

Наиболее вероятной причиной землетрясения был разлом Рамапо, простирающийся через северо-восточный и среднеатлантический регион почти на 300 километров.

Единственная проблема?

Он расположен под неправильным углом, что не могло спровоцировать землетрясение в Тьюксбери.

Это побудило группу исследователей из Колумбийского университета в США провести более тщательное исследование. Проанализировав данные о топографии местности, местах афтершоков и лабораторных испытаниях на трение, исследователи пришли к выводу, что существует еще один разлом, о существовании которого мы раньше не знали.

«Землетрясение магнитудой 4,8 в Тьюксбери, штат Нью-Джерси, произошедшее в 2024 году, случилось вблизи разлома Рамапо длиной около 300 км, который, несмотря на то, что является крупнейшим региональным разломом, имеет неправильную ориентацию для смещения в условиях нынешнего тектонического напряженного режима», — пишут исследователи. «Восходящая проекция афтершоков совпадает с топографической (LiDAR) траекторией ранее не нанесенной на карту зоны разлома в 3,5 километрах к западу от эпицентра».

Названный исследовательской группой разломом Маунтинвилл, он классифицируется как «незрелый» разлом, расположенный в фундаменте: разлом в древних кристаллических породах с трещинами, которые еще не слились в единую, хорошо развитую главную поверхность скольжения.

Чтобы определить наличие разлома Маунтинвилл, исследователи изучили трехмерные данные сейсмических волн от афтершоков землетрясений, чтобы определить местоположение его источника. Эти данные были объединены с данными лидарного сканирования местности для поиска поверхностных хребтов, скрытых растительностью, а также путем обхода линии разлома для выявления характерных признаков разлома, обнажившихся над землей.

Дальнейшие лабораторные исследования позволили смоделировать форму, давление и состав разлома Маунтинвилл, чтобы убедиться, что он действительно может вести себя так, как это наблюдалось во время землетрясения в Нью-Джерси.

«Эти структурные характеристики соответствуют ранее исследованным источникам землетрясений в регионе, что позволяет предположить, что незрелые разломы фундамента могут представлять собой более серьезную сейсмическую опасность во внутриплитных условиях, чем считалось ранее», — пишут исследователи.

Однако, хотя землетрясение, описанное в полевых записях, хорошо согласуется с моделированием, проведенным в лаборатории, это не точное совпадение. Исследователи считают, что имело место дополнительное воздействие, например, изменение давления воды или удаление горных пород в критически важном районе.

«Мы предполагаем, что локальное возмущение напряжений на малой глубине могло спровоцировать основное землетрясение на небольшой глубине», — пишут исследователи. «Неоднородный состав пород разлома Маунтинвилл, возможно, еще больше усугубил фрикционную нестабильность во время разрушения разлома, перераспределив нормальные напряжения и сконцентрировав их преимущественно на участках, богатых кварцем».

Одна из интерпретаций, предложенных группой исследователей, заключается в том, что «неправильная ориентация разлома Рамапо относительно разрушения вследствие трения» может концентрировать напряжение в окружающей земной коре, а не высвобождать его вдоль самого крупного разлома. Это может повысить вероятность разрушения близлежащих, менее заметных разломов.

Исследователи предполагают, что эти более мелкие, малоизвестные (или совершенно неизвестные) разломы нуждаются в дальнейшем изучении, что и планируется в отношении разлома Маунтинвилл – теперь, когда мы знаем о его существовании.

«Мы предполагаем, что на густонаселенном восточном побережье США сейсмически нестабильные, незрелые, структурно сложные разломы, подобные разлому Маунтинвилл, могут представлять собой важные источники землетрясений и, следовательно, создавать ранее нераспознанные, но критически важные сейсмические опасности», — пишут исследователи.