Исследование могло бы помочь улучшить понимание учеными сил, вызывающих мегатрочные землетрясения – самый мощный тип землетрясений в мире – и улучшить оценку опасности землетрясений. Исследование было опубликовано в декабре.15, 2018, в Earth and Planetary Science Letters.
Ведущий автор Торстен Беккер, профессор Школы геолого-геофизических исследований штата Джексон и исследователь Института геофизики Техасского университета, сказал, что это первое комплексное исследование, показывающее изменения в едва заметной активности подземных толчков перед землетрясением в Тохоку.
«Часть коры, которая находится рядом с местом, которое в конечном итоге разорвалось, меняет напряженное состояние за пару лет до события», – сказал Беккер. "Демонстрируя это, наша работа дополняет исследования деформации земной коры и наше понимание сил, вызывающих землетрясения."
Институт геофизики является исследовательским подразделением Школы наук о Земле Джексона.
Хотя местоположение подземных толчков вызывает вопросы об их потенциальной связи с землетрясением, Беккер сказал, что на данный момент неизвестно, связаны ли эти два события. Однако сейсмическая сигнатура подземных толчков помогает уточнить компьютерную модель, которая может помочь распутать связь.
Этот новый метод моделирования позволяет ученым создавать четырехмерное изображение земной коры и взаимодействия между тектоническими плитами, показывая, как силы, толкающие разлом, меняются с течением времени.
После ввода сейсмических данных модель соответствовала наблюдениям за деформацией плиты в годы до и после землетрясения.
Это позволило ученым сделать выводы о том, какие силы имеют место на границе плит, в точке, где одна плита погружается в горячую вязкую мантию Земли. В этом полурасплавленном слое твердые породы просачиваются и ведут себя неожиданным образом, поэтому понимание динамики слоя может помочь определить связь между давлением вдоль разлома до и после крупного землетрясения.
Новое исследование имеет большое значение, поскольку модель изначально была разработана с использованием другого набора данных: геодезической информации о форме поверхности Земли.
Получая аналогичные результаты с использованием разных наборов данных – сейсмических волн и изменений формы планеты – ученые могут быть гораздо более уверены в точности моделей землетрясений.
Беккер считает, что при правильных исследованиях и поддержке передовые компьютерные модели можно использовать для изучения физики землетрясений и, возможно, внести свой вклад в улучшение прогнозов.
В настоящее время ученые могут в лучшем случае предложить карты опасностей, показывающие известные зоны землетрясений и неопределенную вероятность землетрясения в ближайшие десятилетия. Более подробная информация о том, когда и где может произойти такое землетрясение, даже в течение нескольких лет, значительно улучшит текущие прогнозы землетрясений и, возможно, даст властям и промышленности достаточно времени для подготовки к такому событию.
С этой целью авторы надеются, что их исследование внесет вклад в глобальные усилия по совершенствованию оценки опасности землетрясений, такие как Modeling Collaboratory for Subduction RCN, новая сеть исследовательского сотрудничества под руководством UT, финансируемая Национальным научным фондом (NSF).
Исследование было поддержано NSF и Министерством образования, культуры, спорта, науки и технологий Японии.