1158
Уявіть удар настільки потужний, що його відлуння доходить до межі між мантією та ядром Землі на глибині майже 3 000 кілометрів, відскакує назад — і після цього ціла країна залишається зсунута на кілька міліметрів. Саме так, за новим аналізом даних, могло статися з Японією після землетрусу Тохоку 2011 року, повідомляє ScienceAlert.
Сейсмічна хвиля, що відбилася від ядра, не просто пройшла через планету. Вона, ймовірно, дією «легкого поштовху» змусила вже напружені тектонічні плити знову зрушити — і це могло остаточно посунути частину Японії на схід.
Що відомо коротко
- Під час землетрусу Тохоку магнітудою 9,0 2011 року потужні сейсмічні хвилі дійшли до межі між мантією та зовнішнім ядром Землі й відбилися назад.
- GPS-спостереження показали, що частини Японії змістилися на схід на 5–6 міліметрів і цей зсув виявився постійним.
- Команда на чолі з сейсмологинею Саньон Пак (Sunyoung Park) припускає, що саме відбита хвиля ScS стала причиною цього додаткового зсуву.
- Моделювання показало: хвиля могла викликати широкий, але дуже тонкий «прослиз» на межі двох плит, з енергією, еквівалентною землетрусу магнітуди 7,5.
- Якщо інтерпретація правильна, це може бути першим відомим випадком зсуву розлому, спровокованого хвилею, що відскочила від ядра Землі.
Як хвиля від ядра може посунути цілі острови
Звичайно, ми звикли, що землетрус трясе землю, а потім усе «заспокоюється» і повертається майже в попередній стан. Тут головна несподіванка: після проходження хвилі частина Японії не повернулася назад, а лишилася трохи східніше.
Щоб уявити процес, подумайте про дві шорсткі дощечки, які ви сильно притискаєте одна до одної і штовхаєте вбік. Вони «застрягають» через тертя, аж поки сила не перевищить опір — і тоді станеться різкий ривок. Це й є аналог великого розлому між тектонічними плитами під час мегаземлетрусу.
У випадку Тохоку головний «ривок» стався, коли Тихоокеанська плита раптово пірнула під плиту, на якій лежить північна Японія, породивши гігантське цунамі й катастрофу на Фукусімі. Але новий аналіз натякає: після основного удару ці дощечки лишилися в напруженому, «на межі зриву» стані — і повернена від ядра хвиля штовхнула їх ще раз, уже м’якше, але синхронно на великій площі.
Що саме побачили в даних після землетрусу Тохоку
Землетрус Тохоку став одним із найдетальніше вивчених в історії. Японська супутникова мережа спостережень GEONET, що використовує GNSS (глобальні навігаційні супутникові системи), зафіксувала незвичайно чіткий сигнал хвилі типу ScS. Це зсувна хвиля S, яка доходить до межі ядра й мантії (позначка «c»), відбивається там і повертається знову як хвиля S.
Амплітуда цієї ScS-хвилі була настільки великою, що її змогли помітити навіть у Китаї. І це особливо дивно, адже GNSS-системи вимірюють не самі сейсмічні хвилі, а рух ґрунту — вони не є класичними сейсмометрами.
Аналізуючи ці дані, дослідники очікували, що після проходження хвилі поверхня повернеться у вихідне положення. Але деякі GPS-станції в Японії ніби «застрягли» у новій точці — на кілька міліметрів східніше, ніж до того.
Спершу це списали б на збій чи похибку обробки. Однак, коли вчені врахували можливі артефакти й скоригували дані, зсув не зник. Він також не пояснювався ні великою підводною зсувною масою, ні вже відомим основним розломом від головного поштовху.
Натомість момент появи цього зсуву збігався з часом повернення хвилі ScS до Японії після її подорожі до межі ядро–мантія й назад. Це збіг наштовхнув дослідників на думку, що вони мають справу з новим типом явища.
«Тихий» розлом із енергією великого землетрусу
Щоб зрозуміти, що саме сталося, команда побудувала кілька моделей можливих процесів. Одна з них відтворила спостережуваний сигнал найкраще: повернена з глибин хвиля запустила широкий, але тонкий пульс прослизу на межі між двома плитами.
Це не був класичний великий розрив — а радше «мікропосування» розлому на міліметри чи сантиметри, але на величезній площі. На поверхні це дало зміщення, помітне лише високоточними GPS-вимірюваннями — всього кілька міліметрів.
При цьому сумарна енергія такого «тихого» прослизу виявилася зовсім не мікроскопічною: її оцінили як еквівалент землетрусу магнітуди 7,5. Різниця лише в тому, що замість одного великого розриву з сильним трусом відбулося повільне розмазане ковзання по величезній ділянці межі плит, без відчутного додаткового струшування для людей.
На думку дослідників, повернена хвиля подіяла як м’який, але узгоджений поштовх по вже сильно напруженим ділянкам розлому. Хоч сама хвиля була набагато слабшою за головний землетрус, вона одночасно досягла великої території Японії. Цього могло вистачити, щоб «дотиснути» розлом і спричинити невеликий, але масовий рух.
Чому це відкриття може змінити погляд на сейсмічну небезпеку
Якщо така інтерпретація вірна, це перший відомий приклад зсуву розлому, спровокованого хвилею, що відбилася саме від межі ядра й мантії. Для його остаточного підтвердження потрібні майбутні спостереження за іншими великими землетрусами, але вже зараз висновок виглядає тривожно й водночас захопливо.
Він натякає, що землетруси можуть бути значно складнішими, ніж здається. Навіть через десятки хвилин після головного поштовху глибокі відбиті хвилі можуть «перезапускати» рух уздовж того самого розлому чи сусідніх зон, додаючи ще один вимір до сейсмічної небезпеки.
Автори роботи підкреслюють: необхідно враховувати цей раніше не визнаний фактор ризику — можливе повторне чи додаткове активування зони головного землетрусу й навколишніх регіонів, навіть через певний час після основного удару.
FAQ
Це вже доведений факт чи лише одна з можливих інтерпретацій?
Йдеться про інтерпретацію, що найкраще пояснює наявні дані та моделювання, але для остаточного підтвердження потрібні нові спостереження за іншими великими землетрусами. Дослідники самі наголошують, що це перший такий можливий випадок.
Чи помітили люди в Японії цей додатковий зсув?
Ні, зсув становив усього кілька міліметрів і був виявлений лише завдяки дуже точним GNSS-вимірюванням. Для людей на поверхні це не спричинило відчутного додаткового струсу.
Чи означає це, що кожен великий землетрус може мати «відлуння» від ядра?
Поки що це невідомо. Дослідження показує, що таке явище можливе при надзвичайно потужних подіях на кшталт Тохоку, але потрібно більше даних, щоб зрозуміти, наскільки воно поширене.
Чи можна використати це знання для кращого прогнозу небезпеки?
Якщо механізм підтвердиться, його доведеться враховувати в оцінках сейсмічного ризику після великих землетрусів. Це може допомогти уточнювати, як довго зона головного розлому лишається потенційно активною.
Один-єдиний гігантський землетрус виявився настільки потужним, що його «відлуння» від межі ядра й мантії могло ледь помітно посунути цілу країну — і це змушує побачити нашу планету не як тверду кулю, а як динамічну систему, де глибокі хвилі здатні керувати рухом континентів задовго після основного удару.
Сейсмічна хвиля відскочила від ядра Землі й посунулап Японію з’явилася спочатку на Цікавості.
