Международная группа ученых пришла к выводу, что некоторые землетрясения могут быть частично вызваны сильными осадками — дождями и особенно снегопадами.
Землетрясения в первую очередь вызывает движение тектонических плит земной коры. Поэтому ученые ищут причины толчков именно под землей. Команда из Массачусетского технологического института (США), университетов Тохоку, Токийского (Япония) и Венского (Австрия) пришла к выводу, что некоторые землетрясения отчасти могут быть вызваны весьма неожиданными причинами. Результаты работы представлены в журнале Science Advances.
Исследователи сосредоточили внимание на серии землетрясений, происходящих на японском полуострове Ното. С конца 2020 года этот регион сотрясали серии сотен небольших толчков. В отличие от типичной последовательности землетрясений, которая начинается как основной толчок, сменяющийся рядом повторных — так называемых афтершоков, толчков меньшей мощности по сравнению с главным, землетрясения, происходившие на Ното представляют собой нечто другое — серию множественных продолжающихся толчков без основного. Кроме того, у таких землетрясений нет очевидного сейсмического триггера, который бы их запускал.
Ученые проанализировали каталог землетрясений Японского метеорологического агентства, предоставляющий данные о сейсмической активности по всей стране. Основное внимание исследователи уделили землетрясениям на полуострове Ното за последние 11 лет, когда эпизодически наблюдались те самые «нетипичные» землетрясения, о которых речь шла выше.
Исследователи составили меняющуюся картину скорости сейсмических колебаний на полуострове и увидели удивительную закономерность — в 2020 году, когда началась серия множественных землетрясений, не имеющих основного толчка, она удивительным образом оказалась синхронизирована с определенными изменениями давления под землей. И на это давление повлияли сезонные колебания погоды — выпадение осадков: дождей и снега.
Поэтому ученые изучили то, как сезонные осадки влияют на давление пластового флюида или поровое давление — силу, которую флюиды (жидкие либо газообразные компоненты магмы или циркулирующие в земных глубинах насыщенные газами растворы) в земных трещинах и разломах оказывают на породы.
Дождь или сильный снег увеличивают поровое давление, что позволяет сейсмическим волнам распространяться медленнее. Когда эта вода уходит под землю или испаряется, поровое давление снижается, и сейсмические волны распространяются быстрее. Чтобы лучше понять динамику этих процессов, исследователи разработали гидромеханическую трехмерную модель полуострова Ното. Таким образом они смогли отследить изменения избыточного порового давления на этом участке суши до и во время землетрясения.
Когда ученые включали в модель данные о снегопадах (особенно об экстремально сильных), соответствие между тем, что они видели, и что происходило в реальности по данным Японского метеорологического агентства за тот же период, было наиболее полным. Это означает, что многие землетрясения, с которыми столкнулись жители Ното, частично можно объяснить сезонными осадками, в частности сильными снегопадами. При этом первичный триггер, запускающий толчки, безусловно, находился под землей.