Под Калифорнией есть тектонический фрагмент, повышающий риск землетрясений

Фото из открытых источников

У побережья Северной Калифорнии три тектонические плиты сталкиваются друг с другом. Это одно из самых сейсмически активных мест на континенте. Сейсмологи теперь более детально определили это место соединения, отследив тысячи слабых толчков, чтобы обнаружить фрагмент древней океанической коры под землей. Результаты их исследований были опубликованы в журнале Science. 

Исследование возглавил Дэвид Шелли, геофизик из Центра геологических опасностей Геологической службы США в Голдене, штат Колорадо, совместно с исследователями из Калифорнийского университета в Дейвисе и Университета Колорадо в Боулдере.

Команда Шелли сосредоточилась на землетрясениях низкой частоты, а не на крупных сдвигах. Эти толчки в тысячи раз слабее того, что может почувствовать человек, но они постоянно происходят там, где подземные тектонические плиты трутся друг о друга.

Исследователи отслеживали вибрации с помощью плотной сети сейсмометров по всему Тихоокеанскому северо-западу. Анализируя направление первого движения каждого толчка и проверяя, как тектонические плиты реагировали на приливные силы, команда определила подземную структуру. Шелли сравнила этот процесс с изучением айсберга, отметив, что выяснить, что находится под землей, требует немалых усилий.

Полученные данные показали, что структура плит оказалась сложнее, чем стандартное представление о трех плитах, сходящихся в одной точке. Вместо трех фрагментов команда обнаружила пять. Два из этих фрагментов находятся под землей и ранее никогда не находили.

Исследователи назвали основной скрытый фрагмент фрагментом «Пионер». Это остаток Фараллонской плиты, древней океанической плиты, которая когда-то проходила вдоль большей части побережья Калифорнии. Большая часть этой плиты погрузилась в мантию за десятки миллионов лет, но этот фрагмент так и не сделал этого. Вместо этого он прилип к Тихоокеанской плите и теперь скользит вбок под Северной Америкой, а не опускается прямо вниз.

Это боковое движение создает почти горизонтальный разлом между фрагментом «Пионер» и Североамериканской плитой. Поскольку эта граница скрыта под поверхностью, более старые сейсмические модели полностью ее игнорировали.

Команда обнаружила и второй скрытый фрагмент: кусок, отколовшийся от Североамериканской плиты, который тянет вниз вместе с плитой Горда по мере её погружения.

Это открытие также объясняет землетрясение на мысе Мендосино в 1992 году. Событие магнитудой 7,2 произошло гораздо ближе к поверхности, чем ожидалось. Исследователи полагали, что разломы следуют вдоль края погружающейся плиты, но граница находится в другом месте.

Такая конфигурация меняет подход исследователей к моделированию рисков в регионе, где зона субдукции Каскадия встречается с разломом Сан-Андреас. Фрагмент «Пионер» увеличивает площадь контакта и трения между двумя системами. Некоторые исследователи предполагают, что крупное землетрясение в Каскадии может способствовать разрыву вдоль разлома Сан-Андреас, расширяя опасную зону.

Шелли отмечает, что, хотя исследование не доказывает точно, как взаимодействуют две системы разломов, это шаг к тому, чтобы это выяснить. Без знания того, как движутся объекты под землей, прогнозирование землетрясений — это в основном догадки. Команда планирует использовать свою новую карту для обновления моделей безопасности региона.