Поступило экстренное предупреждение о землетрясениях типа "звуковой удар"

В ближайшем будущем жителям Калифорнии могут грозить смертельные "сверхсильные" землетрясения. Ученые предупреждают, что сверхбыстрые разрывы создают резкий, быстро растущий ударный фронт, который гораздо более разрушителен, чем обычные землетрясения.

Ахмед Эттаф Элбанна, профессор наук о земле и гражданского строительства в Университете Южной Калифорнии, рассказал Daily Mail: "Существует высокая вероятность того, что следующее крупное землетрясение в Калифорнии может быть сверхсильным".

Эта оценка была основана на исследованиях основных сдвиговых разломов Калифорнии, которые показали, что подобное событие статистически вероятно, пишет Daily Mail.

Элбанна отмечает, что эти явления вызывают сильные сотрясения, которые длятся дольше и охватывают большие площади, чем обычные землетрясения, и потенциально могут повлиять на здания, которые в противном случае не пострадали бы от менее сильных землетрясений.

Явления сверхудара считаются особенно опасными, поскольку они вызывают "двойной удар": сначала фронт ударной волны, а затем сам разрыв, поясняет Daily Mail. Фронт ударной волны - это передний край, который движется быстрее обычных сейсмических волн, вызывая внезапный сильный толчок, подобный звуковому удару. Затем следует разрыв, вызывающий продолжительную тряску и структурное напряжение. В совокупности эти эффекты известны как характеристика "двойного удара".

"Учитывая, что 70 процентов населения Калифорнии живет в радиусе 30 миль от действующего разлома, это создает дополнительный риск", - предупреждает профессор Элбанна.

При сверхсильном землетрясении разлом вдоль линии разлома распространяется быстрее, чем окружающие сейсмические волны, накапливая энергию в ударную волну, подобную звуковому удару, создаваемому реактивным самолетом, преодолевающим звуковой барьер.

Профессор Элбанна предупредил, что помимо структурных повреждений, могут быть серьезно нарушены жизненно важные системы, такие как электросети, транспортные сети и системы водоснабжения.

Интернет и средства связи могут оставаться недоступными в течение "дней или даже недель", добавил он, создавая особенно опасную ситуацию в том, что он назвал "и без того уязвимой политической и информационной средой".

Элбанна сказал Daily Mail, что, по общему мнению, в Калифорнии назрело сильное землетрясение: "Мы знаем, что это будет не похоже ни на что, что штат пережил за последнее столетие. Могут погибнуть люди, а ущерб может составить сотни миллиардов долларов".

В Калифорнии насчитывается более 500 активных линий разломов (видимых свидетельств наличия разломов на поверхности Земли) и в общей сложности 15 700 известных разломов (трехмерных разломов в земной коре, где горные породы с обеих сторон сдвинулись относительно друг друга). Разлом Сан-Андреас - самый заметный из них, отмечает Daily Mail. Сотни разломов в штате считаются потенциально опасными, в том числе Сан-Андреас, Сан-Хасинто, Ньюпорт-Инглвуд и Хейворд.

"Калифорния является местом нахождения множества протяженных разломов, которые способны вызывать крупные разрушительные землетрясения магнитудой 7 (M7) и более, - рассказал Элбанна в интервью Daily Mail. – Наше исследование землетрясений категории M7+ на сдвиговых разломах по всему миру (аналогичных перечисленным) показывает, что более трети этих землетрясений имели характеристики сверхдвигательных разрывов".

Это включало землетрясения, при которых разрыв перемещается быстрее, чем окружающие сейсмические волны, создавая резкий фронт ударной волны, похожий на звуковой удар, за которым следует продолжительное сотрясение, подчеркивает Daily Mail.

Проблема, объяснил эксперт, заключается в том, что землетрясения с сильными толчками остаются "в значительной степени недостаточно изученными".

По мере того как ученые начинают замечать их все чаще, растет потребность в понимании "дополнительной опасности", которую они представляют, особенно в густонаселенных районах, таких как Калифорния, где многочисленные активные разломы пересекаются и проходят вблизи крупных городов.

Исследователи также предупредили, что близость этих разломов увеличивает риск "повторных землетрясений", когда разрыв одного разлома вскоре после этого вызывает другой, расположенный поблизости, что потенциально усугубляет разрушения.

“В такой тектонической обстановке, как эта, весьма вероятно, что здесь может произойти сверхдвижение. Это не значит, что нам нужно впадать в панику, но это означает, что мы должны тщательно изучать эти сценарии и планировать их."

Гипотеза о сверхдвигательных разрывах впервые была выдвинута в 1970-х годах, хотя многие ученые отвергли ее как теоретическую, отмечает Daily Mail. В течение 1980-х годов скептицизм сохранялся. Однако к 1990-м годам начали появляться свидетельства того, что землетрясения действительно могут превышать скорость поперечных волн - сейсмических волн, которые обычно переносят энергию через земную кору. (Скорости различаются в зависимости от материала, через который проходят волны.)

Землетрясение в Денали на Аляске в 2002 году дало первые четкие полевые записи, подтвердившие характерные признаки, предсказанные моделями сверхдвижения, включая необычно резкие, высокоамплитудные начальные толчки (ударные фронты), за которыми последовали продолжительные сотрясения при разрыве разлома. Это явление также наблюдалось во время разрушительного землетрясения в Турции в 2023 году, когда участки разлома перемещались со скоростью в несколько миль в секунду - быстрее, чем окружающие сейсмические волны. Это стихийное бедствие стало самым смертоносным природным явлением в современной истории Турции, в результате которого погибло более 50 000 человек, 1,5 миллиона остались без крова и был нанесен ущерб площади в 140 000 квадратных миль, напоминает Daily Mail.

Сильные землетрясения могут нанести необычайно серьезный ущерб зданиям, которые в противном случае могли бы выдержать обычные толчки. Они усиливают сотрясения с частотой от двух до трех циклов в секунду, что является наиболее опасным для зданий малой и средней этажности и сложной инфраструктуры.

Для сравнения, обычные землетрясения обычно вызывают сотрясения более низкой частоты, которые влияют на более высокие и гибкие конструкции. Хотя строительные нормы и правила предусматривают концентрированные толчки в одном направлении, они явно не учитывают усиливающееся движение грунта параллельно разрыву разлома при сильном сдвиге.

Профессор Элбанна сказал, что этот пробел подчеркивает настоятельную необходимость оценки рисков и обновления стандартов проектирования сейсморазведочных работ. "Это означает проведение реалистичного сценарного моделирования, включающего в себя сверхдвижения и тщательную характеристику характера и интенсивности возникающих в результате сотрясений", - пояснил он.

Эксперт добавил, что Калифорнии следует расширить сейсмический мониторинг вблизи крупных разломов, чтобы улучшить планирование обнаружения и реагирования. Подготовка к такому событию, подчеркнул он, требует скоординированного планирования учеными, инженерами и правительственными учреждениями.

Элбанна сказал Daily Mail, что "подготовка реалистичных стратегий смягчения последствий и планов распределения ресурсов имеет решающее значение", чтобы быть готовыми к одному из таких мегатрясений.

"Мы можем предотвратить превращение стихийного бедствия в апокалиптическую катастрофу. Но для этого ученым, инженерам, политикам, руководителям служб по чрезвычайным ситуациям и общественности потребуется совместная работа в рамках скоординированных усилий по повышению устойчивости. Это требует вложения времени, ресурсов и опыта, но это необходимые действия, которые мы не можем позволить себе игнорировать”, – предупредил ученый.