О том, что землетрясения иногда совпадают с приливными циклами, сейсмологи знают давно. Особенно хорошо эта связь заметна у так называемых медленных землетрясений — когда участки разлома смещаются не за секунды, а в течение часов или дней.
Проблема была в другом: приливные силы слишком слабы. Напряжение, которое создают Луна и Солнце в земной коре, обычно составляет всего несколько килопаскалей — по геологическим меркам почти ничто. Почему же разлом вообще должен на это реагировать?
Физики из Франции и Японии построили модель, которая показывает, как такое возможно. Работа опубликована в Journal of Geophysical Research: Solid Earth.
Разлом можно «раскачать»
Исследователи рассматривали разлом, который уже находится очень близко к критическому состоянию. Он пока скользит устойчиво, но совсем небольшое изменение условий способно заметно ускорить движение.
Оказалось, что здесь особенно важен ритм воздействия.
Притяжение Луны и Солнца меняется периодически. Земная кора поэтому то немного растягивается, то снова сжимается. Если период этих колебаний совпадает с тем, как быстро конкретный разлом способен реагировать на нагрузку, возникает эффект, похожий на раскачивание качелей.
Каждый отдельный толчок очень слаб, но повторяется в подходящий момент — и результат постепенно усиливается.
В расчётах именно такое совпадение заставляло скорость скольжения резко возрастать. Авторы называют этот механизм резонансоподобным усилением: слабое внешнее воздействие получает гораздо больший эффект, если попадает в естественный ритм системы.
Луна не создаёт землетрясение из ничего
Это важное различие. Приливные силы не способны взять спокойный разлом и внезапно устроить на нём мощное землетрясение. Они скорее работают как последняя небольшая прибавка к уже накопленному напряжению.
Если участок земной коры далёк от срыва, колебания, вызванные Луной и Солнцем, практически ничего не изменят. Но если разлом уже очень чувствителен, даже небольшого изменения давления может хватить, чтобы запустить или заметно ускорить скольжение.
Модель показала и ещё одну интересную вещь: значение имеет не только частота приливов, но и их сила. При увеличении амплитуды воздействия медленное движение разлома в расчётах могло переходить в гораздо более быстрое.
Именно поэтому один и тот же приливный цикл может почти никак не влиять на один разлом и гораздо заметнее проявляться на другом.
Почему сейсмологам это интересно
Медленные землетрясения сами по себе редко представляют опасность для людей, но они происходят на тех же границах тектонических плит, где накапливается энергия для крупных землетрясений.
И приливы здесь дают учёным необычный инструмент. Их сила и время заранее известны с огромной точностью. Если наблюдать, насколько сильно разлом реагирует на такое маленькое и предсказуемое воздействие, можно получить информацию о том, в каком состоянии он находится.
Авторы считают, что по связи между приливным циклом и движением разлома потенциально можно судить о его трении и о том, насколько легко начинается скольжение.
