Дві системи розломів, які найчастіше спостерігаються на західному узбережжі Північної Америки, можуть бути більш тісно пов’язані, ніж вчені думали раніше.
Нещодавні дослідження показують, що зона субдукції Каскадії та розлом Сан-Андреас можуть бути узгоджені, з сильним землетрусом в одному розломі та, можливо, після сейсмічної активності в іншому. У деяких випадках, збережених у геологічному літописі, дві системи можуть бути розділені лише хвилинами чи годинами.
«Ми звикли чути про «The Big One» — Cascadia — що це величезна, катастрофічна річ», — сказав Кріс Голдфінгер, морський геолог з Університету штату Орегон і провідний автор дослідження. «Виявляється, це не найгірший сценарій».
3100 років історії землетрусів
Щоб дослідити зв’язок між розломами, Голдфінгер і його колеги вивчили керни глибоководних відкладень, що охоплюють майже 3100 років геологічної історії.
Ці циліндричні зразки зберігають шари матеріалу, який відкладався на дні океану протягом еонів. Особливий інтерес представляють відкладення, звані турбідітами, які посилають велику кількість осаду вниз під час підводних зсувів. Сильні землетруси є однією з подій, які можуть призвести до цих підводних зсувів.
Дослідники порівняли шари турбідіту, пов’язані з системами розломів Каскадія та Сан-Андреас, і виявили разючу подібність у їхньому часі та структурі. Ці моделі свідчать про те, що сильні землетруси на цих двох розломах іноді відбувалися надзвичайно близько один до одного.
Визначити точну кількість часу між стародавніми землетрусами важко. Однак Голдфінгер сказав, що команда ідентифікувала три події за останні 1500 років, коли Каскадія і північний Сан-Андреас розірвалися з інтервалом у кілька хвилин або годин.
Остання з цих подій сталася близько 1700 року.
Потенційний удар на Західному узбережжі один-два
Можливість близьких землетрусів може мати серйозні наслідки для готовності до стихійних лих.
Навіть серйозний пролом біля узбережжя Каскадії чи Сан-Андреасу може створити величезну проблему реагування на надзвичайні ситуації. Якщо обидві системи вийдуть з ладу протягом короткого періоду часу, кілька великих міст можуть зазнати значної шкоди приблизно одночасно.
«Ми можемо очікувати, що землетрус лише в одному з розломів зменшить ресурси всієї країни для реагування на нього», — сказав Голдфінгер. “І якщо вони обидва підуть разом, то у вас, ймовірно, буде Сан-Франциско. Портленд, Сіетл і Ванкувер – усе в надзвичайному стані за короткий проміжок часу”.
Вчені десятиліттями гадали, чи можуть окремі системи помилок координувати свою поведінку. Однак прямі спостереження рідкісні.
Раніше спостерігався лише один приклад – землетруси на Суматрі, які сталися з інтервалом у три місяці у 2004 та 2005 роках.
Випадкова знахідка на морі
Голдфінгер десятиліттями досліджував можливість корельованих землетрусів, і коріння нового дослідження сягає океанської експедиції 1999 року.
У той час Голдфінгер та його колеги збирали керни осадових відкладень у басейні Каскадія біля Орегону та північної Каліфорнії. Навігаційна помилка збила їхнє судно з курсу, в результаті чого дослідники опинилися приблизно в 55 милях на південь від мису Мендосіно, штат Каліфорнія, у зоні розлому Сан-Андреас.
Замість того, щоб здатися, команда вирішила пробурити там осадовий керн.
Ця несподівана модель зрештою виявила щось незвичайне.
Турбідіти зазвичай мають передбачувану структуру. Більш грубий матеріал осідає першим і утворює нижню частину шару, тоді як більш дрібний осад поступово осідає поверх нього.
Однак насправді дослідники виявили протилежне. На дні було знайдено дрібний мулистий матеріал, а на його вершині – грубий піщаний осад.
Ключ захований в осаді
Незвичайний шар показав, що дві окремі події відбулися послідовно.
Дослідники прийшли до висновку, що дрібні відкладення відклалися під поверхнею Землі після сильного землетрусу в зоні субдукції Каскадії. Грубі відкладення, що лежать вище, здавалося, були утворені подальшим рухом на сусідньому розломі Сан-Андреас.
Для подальшого дослідження команда використала радіовуглецеве датування цього ядра та інших як на північ, так і на південь від мису Мендосіно, щоб оцінити вік відкладень турбідиту.
Мис Мендочіно особливо важливий, оскільки він розташований поблизу району, де зустрічаються північна система Сан-Андреас і зона субдукції Каскадії.
Широкий аналіз підтвердив аргумент, що незвичайні осадові структури були утворені землетрусами в обох системах розломів, які збіглися в близький час.
Дослідники називають ці окремі парні шари «дублетами».
На думку команди, землетруси в двох окремих системах розломів, а не афтершоки чи інші процеси, найкраще пояснюють, як утворилися близнюки.
Новий погляд на небезпеку землетрусів на Західному узбережжі
Якщо Каскадія та північний Сан-Андреас постраждають один від одного, планування землетрусів має враховувати сценарій, за яким великі катастрофи відбуваються на великій частині Західного узбережжя протягом періоду стиснення.
Отримані дані не означають, що кожен сильний землетрус на розломі викликає інший. Натомість осадовий літопис вказує на те, що в минулому відбулася близька до близької фрагментація, і що взаємодія між двома системами заслуговує на більшу увагу.
Іншими авторами статті є Енн Морі, Крістофер Ромсос і Бран Блек з Орегонського коледжу наук про Землю, океан і атмосферу; Джефф Бісон з Національного управління океанічних і атмосферних досліджень в Орегоні; Морін Вальчак, Вашингтонський університет; Алексіс Віскаіно, Springer Nature Group у Німеччині; Джейсон Паттон, Департамент охорони природи Каліфорнії; і К. Ганс Нельсон і Джулія Гутьєррес-Пастор, Андалузський інститут науки де ла Тьєрра в Іспанії.
