В 2024 году жители Японии столкнулись с трагическим началом — землетрясение на полуострове Ното в префектуре Исикава произошло 1 января и стало самым смертоносным за последние 13 лет. В результате погибло 339 человек, трое числятся пропавшими без вести, 1300 получили ранения, а 156 тысяч строений получили повреждения или были разрушены. Анализ сейсмических данных показал, что это событие выделяется не только своей трагичностью, но и с научной точки зрения, являясь редким примером землетрясений с двумя эпицентрами (и, соответственно, с двумя гипоцентрами).
Движение огромных масс пород в земной коре, которое не является статичным, приводит к землетрясениям. Причины этого движения разнообразны. Суть в том, что со временем одна из таких масс начинает двигаться быстрее или в ином направлении по сравнению с соседней, что и приводит к образованию разлома. Само это событие способно вызвать мощное землетрясение.
Но разлом представляет собой не сплошная гладкая трещина, а имеет неровную, «шероховатую» структуру. Зацепление камней по обеим сторонам разлома может приводить к замедлению или полной остановке движения. Возобновление движения и разрушение этого «зацепления» вызывает землетрясение, которое может иметь различную интенсивность.
Гораздо большую угрозу представляет ситуация, когда в разломе формируется барьер – своеобразный мостик, образованный породами с повышенной прочностью, препятствующий движению по обе стороны разлома. В этих участках накапливается значительное количество энергии. Подобно тому, как веточка, при изгибе за два конца, в определенный момент не выдерживает и разрушается, высвобождая накопленную энергию, барьер приводит к мощному землетрясению.
Япония известна своей передовой системой наблюдения за сейсмической активностью, и землетрясение на полуострове Ното в 2024 году позволило собрать исключительный объем информации. Специалисты из Франции, Японии, Китая и США провели анализ этих данных. Благодаря этому удалось определить детали произошедшего на глубине свыше 10 километров в тот день под территорией, населенной жителями Японии.
Землетрясение 2024 года, произошедшее в новогоднюю дату, имело магнитуду 7,5 и было вызвано предшествующей ему серией более слабых толчков, которые начались в декабре 2020 года. Эта серия включала в себя сейсмические события различной силы – от мощных (до магнитуды 6,5) до едва уловимых без использования сейсмометра. По всей видимости, эти толчки не смогли вызвать обрыв разлома на глубине от 10 до 16 километров. Вероятно, если бы не возникновение столь сильных толчков, эта серия продолжалась бы.
1 января практически одновременно по обе стороны от барьера произошли два небольших землетрясения. Волны, вызванные первым толчком, обогнули его и спровоцировали второй, в результате чего барьер разрушился, высвободив всю накопленную энергию. До этого сейсмологи чаще сталкивались с подобным сценарием «двойной инициации» в симуляциях, нежели в данных о реальных землетрясениях.
Авторы новой научной работы, опубликованной в рецензируемом журнале Science, ученые полагают, что подобный каскадный механизм возникновения сильных землетрясений может быть довольно распространенным явлением. Однако наблюдать его стало возможным только сейчас благодаря высокой детализации японской сети сейсмологических станций и высокоточным измерениям, основанным на данных GPS и спутниковым наблюдениям. Полученная подробная картина поможет усовершенствовать модели и повысить точность прогнозирования мощных землетрясений.