Новое исследование, опубликованное в журнале Science XXI, заставило с тревогой взглянуть на будущее Калифорнии. Учёные обнаружили, что региону грозят редкие, но крайне мощные "суперсдвиговые" землетрясения - толчки, при которых энергия распространяется вдоль линии разлома, усиливая разрушения в десятки раз по сравнению с обычными сейсмическими событиями.
В отличие от классических землетрясений, где волны расходятся от эпицентра равномерно, "суперсдвиг" распространяется вдоль разлома со скоростью, близкой к скорости сейсмических волн. Это создаёт эффект "ударной волны", аналогичной звуковому барьеру.
В результате земля движется так стремительно, что здания и дороги, находящиеся вдоль разлома, получают значительно больше повреждений.
"Действующие строительные стандарты не учитывают дополнительную силу "суперсдвиговых" толчков", — предупредили авторы исследования.
Калифорния стоит на пересечении нескольких активных разломов, включая знаменитый Сан-Андреас, где вероятность мощных толчков чрезвычайно высока.
Проблема в том, что большинство зданий и инфраструктуры проектируются с учётом вертикальных и поперечных сотрясений, тогда как при "суперсдвиге" основная энергия движется вдоль разлома, нанося удары в другом направлении.
"Здания и инфраструктура проектируются с расчетом на сотрясения, перпендикулярные разломам, в то время как "суперсдвиговые" землетрясения направляют свою энергию вдоль линии разлома", — уточнили в Science XXI.
В зоне разлома происходит накопление напряжения.
Разлом разрывается, и энергия распространяется не наружу, а вдоль линии разлома.
Скорость распространения превышает скорость сейсмических волн, формируя разрушительный фронт.
Сила удара концентрируется на узкой полосе, уничтожая всё на своём пути.
Такой тип землетрясений был зафиксирован в прошлом — например, в Турции в 1999 году и в Японии в 2011-м. Теперь же учёные полагают, что аналогичный сценарий может произойти и в Калифорнии.
| Параметр | Обычное землетрясение | "Суперсдвиговое" землетрясение |
| Направление энергии | От эпицентра во все стороны | Вдоль линии разлома |
| Скорость распространения | Ниже скорости сейсмических волн | Близка или выше |
| Радиус разрушений | Относительно локальный | Протяжённый, линейный |
| Сложность прогнозирования | Средняя | Очень высокая |
Исследователи настаивают на пересмотре стандартов строительства для регионов, расположенных вблизи активных разломов. Особенно это касается больниц, мостов, электростанций и систем водоснабжения.
"Необходим более плотный мониторинг вблизи крупных разломов, проведение компьютерного моделирования и ужесточение строительных кодексов для критически важной инфраструктуры", — заявили учёные.
Современные датчики позволяют регистрировать микродвижения земной коры, что может помочь выявить ранние признаки накопления энергии. Однако без корректировки строительных норм такие данные не смогут предотвратить катастрофу.
Ошибка: игнорировать редкие типы землетрясений.
Последствие: внезапное разрушение ключевых объектов при "суперсдвиге".
Альтернатива: адаптировать нормы проектирования с учётом новых моделей.
Ошибка: ориентироваться только на старые сейсмические карты.
Последствие: недооценка риска для новых городских зон.
Альтернатива: использовать спутниковые данные и динамическое моделирование.
Ошибка: откладывать модернизацию инфраструктуры.
Последствие: рост уязвимости старых зданий при мощных толчках.
Альтернатива: внедрить программы усиления зданий и мостов.
| Подход | Плюсы | Минусы |
| Текущие стандарты | Дешевле, уже внедрены | Не учитывают направление энергии "суперсдвига" |
| Новые нормы | Повышенная безопасность | Дороже реализация |
| Моделирование и мониторинг | Предупреждение рисков | Требует инвестиций и оборудования |
Что делает "суперсдвиговые" землетрясения такими разрушительными?
Энергия концентрируется вдоль линии разлома, создавая ударную волну, которая разрушает объекты на большом расстоянии.
Можно ли предсказать подобные землетрясения?
Пока нет. Учёные работают над моделями, которые позволят хотя бы частично предсказать участки наибольшего риска.
Где вероятность "суперсдвига" максимальна?
Вдоль крупных разломов — прежде всего в Калифорнии, Турции и Японии.
Миф: разрушения зависят только от магнитуды.
Правда: при "суперсдвиге" направление энергии играет ключевую роль.
Миф: новые здания полностью защищены.
Правда: если проект не учитывает тип колебаний, защита может оказаться неэффективной.
Миф: такие землетрясения происходят только в Азии.
Правда: аналогичные процессы возможны и в Северной Америке.
Термин "суперсдвиг" впервые использован в 1999 году после изучения землетрясения Измит в Турции.
Скорость движения фронта "суперсдвига" может достигать 6 км/с — почти вдвое быстрее звука в граните.
Моделирование одного такого события требует более 100 часов вычислений на суперкомпьютере.
В 1906 году землетрясение в Сан-Франциско стало примером разрушения вдоль линии разлома Сан-Андреас.
В 2011 году японское землетрясение Тохоку дало первые подтверждения существования суперсдвиговых волн.
Сегодня Калифорния проводит крупнейшую в мире программу моделирования для прогнозирования подобных событий.