3071
Науковці створили найдетальнішу на сьогодні тривимірну карту осадового басейну Лос‑Анджелеса. Вона показує, що під центром міста залягає шар пухких відкладів завтовшки до 10 кілометрів, які можуть значно підсилювати струшування під час потужного землетрусу. Нові дані мають допомогти точніше оцінювати, які райони мегаполіса найбільше ризикують постраждати від «Великого» землетрусу.
Про результати роботи розповідає видання Live Science, посилаючись на статтю в журналі JGR Solid Earth.
Глибокий басейн під центром Лос‑Анджелеса
Лос‑Анджелес розташований у великому осадовому басейні — зниженні земної кори, де протягом щонайменше 15 мільйонів років накопичувалися відклади. Спочатку басейн був під водою, тому найнижчі шари складаються з морських осадів. Пізніше, коли тектонічні процеси підняли територію над рівнем моря, на них нашарувалися відклади, змиті з навколишніх гір.
Нове 3D‑моделювання показало, що в центральній частині басейну, під даунтауном Лос‑Анджелеса, товщина цих осадів сягає 6,2 милі (10 км). Саме такі м’які, пухкі породи здатні посилювати сейсмічні хвилі, роблячи струшування сильнішим і тривалішим.
На краях басейну шар осадів значно тонший — від 1 до 4 км, нижче яких залягає тверда кристалічна порода, що утворює «дно» басейну.
Як створювали тривимірну карту
Раніше геофізики мали лише загальне уявлення про форму Лос‑Анджелеського басейну. Більшість попередніх досліджень будувалися на лінійних профілях — окремих розрізах через одну ділянку басейну. Нова робота вперше дала повноцінну тривимірну картину.
Співавторка дослідження, докторантка Каліфорнійського технологічного інституту Валерія Вілла (Valeria Villa), пояснює, що команда використала дані 273 тимчасових сейсмічних станцій, розгорнутих по всьому Лос‑Анджелесу. Ці прилади реєстрували дуже слабкі сейсмічні хвилі від далеких землетрусів, які люди не відчувають.
Аналізуючи шляхи та час проходження цих хвиль крізь надра, дослідники змогли відтворити структуру шарів порід під містом у трьох вимірах. На основі цих даних вони навіть надрукували фізичну 3D‑модель басейну.
Сейсмолог Служби геології США Елізабет Кокран (Elizabeth Cochran), яка не брала участі в роботі, зазначає, що тепер набагато краще відомі обриси країв басейну. Це важливо, тому що нерівні краї можуть фокусувати або спрямовувати сейсмічні хвилі.
Під час землетрусу Нортрідж магнітудою 6,7 у 1994 році район Санта‑Моніки зазнав сильніших пошкоджень, ніж очікувалося. За словами Кокран, це пов’язують саме з тим, як хвилі поширювалися вздовж краю басейну.
Що карта може сказати про «Великий» землетрус
Сам по собі новий тривимірний розріз не вказує прямо, де саме струшування буде найсильнішим під час майбутнього великого землетрусу. Однак, за словами Вілли, тепер геофізики можуть оновити свої комп’ютерні моделі та симуляції, щоб програти різні сценарії.
Рівень руйнувань залежатиме від багатьох чинників: яка саме розломна зона зрушить, на якій глибині станеться розрив, як поширюватимуться хвилі. Лос‑Анджелес оточений численними розломами, зокрема знаменитим Сан‑Андреасом, який здатен породити землетрус магнітудою близько 7,8 і сильно струсити Південну Каліфорнію.
Один із ключових факторів шкоди для будівель — це резонанс, пояснює Кокран. Якщо власна частота коливань будівлі збігається з частотою коливань осадів під нею, струшування підсилюється, і пошкодження можуть бути значно більшими.
Краще розуміння структури осадових шарів під центром Лос‑Анджелеса дає інженерам можливість проєктувати будівлі так, щоб уникати небезпечного резонансу з рухом ґрунту. За словами Кокран, змінюючи, наприклад, жорсткість конструкції, можна зменшити ризик збігу частот.
Вона підкреслює, що головне — знати, який саме ґрунт і яка велика геологічна структура лежать під районом забудови. Тоді потенційний резонанс можна врахувати ще на етапі проєктування, а отже, краще підготувати місто до неминучих майбутніх землетрусів.
3D‑карта надр Лос‑Анджелеса показала зони найсильніших поштовхів з’явилася спочатку на Цікавості.
