Волны, возникающие на поверхности озер, оказались причиной возникновения микросейсмических волн, которые могут распространяться на 30 километров от берега. Группа геофизиков из Китая и США пришла к такому выводу, проанализировав сейсмографические данные со станций вблизи шести озер различной площади и в различных климатических условиях. Работа опубликована в Journal of Geophysical Research.
Известно, что волны на поверхности морей и океанов приводят к формированию микросейсмов — сейсмических волн небольшой амплитуды. Такие волны могут распространяться по суше на несколько десятков километров от берега. Возникают они при приближении поверхностной волны в жидкости к берегу из-за того, что глубина водоема постепенно уменьшается и колебания передаются от жидкости земной коре. Вид и частота сформировавшихся сейсмических волн зависит от частоты волн в жидкости, но может измениться, например, за счет нелинейного межволнового взаимодействия.
Микросейсмы, образованные океанскими волнами, имеют период от 2 до 20 секунд. Для сравнения, сейсмический шум, возникающий в результате деятельности человека, имеет период около 0,3 — 0,4 секунды. Однако сейсмологами неоднократно фиксировались и сейсмические волны с промежуточными периодами в районе 1 — 2 секунд от неизвестных источников. По расположению сейсмографических станций, на которых был получен такой сигнал, можно было говорить, что источником этих волн являются озера, но однозначной связи до сих пор установлено не было.
Группа геофизиков из Китая и США собрала имеющиеся на данный момент данные и измерила сейсмический сигнал вблизи нескольких неисследованных озер. В результате ученые получили детальные сейсмографические данные для шести озер: Онтарио, Йеллоустон и Большое Невольничье озеро в Северной Америке, а также Фусянь, Дяньчи и Эрхай в Китае. Ученые отмечают, что эти озера довольно сильно отличаются друг от друга по размеру (от 210 до 27000 квадратных километров) и находятся в разных климатических и сейсмических условиях.
Оказалось, что вблизи всех озер действительно можно зарегистрировать очень слабые сейсмические волны с периодом колебаний около одной секунды. При этом для озер, поверхность которых покрывается зимой льдом, характерный пик в сейсмограмме, связанный с этими микросейсмами, практически исчезает в холодное время года и появляются вновь, когда лед тает.
Период колебаний микросейсмических волн от озера значительно меньше периода океанских микросейсмов. Этот эффект ученые объясняют тем, что поверхность озера значительно меньше по площади, и при формировании волн ветер имеет меньшую область разгона, что ослабляет его влияние и увеличивает частоты волны. Кроме того, в отличие от тех сейсмических волн, которые производит океан, волны от озера распространяются только на 25-30 километров от берега, что связано с меньшей амплитудой и быстрым затуханием образующихся поверхностных акустических волн.
Пока непонятно, являются ли эти микросейсмы первичными или в их формировании участвует и нелинейное межволновое взаимодействие. В дальнейшем ученые надеются продолжить свои исследования, что собрать больше данных и точно определить этот механизм.
По словам геофизиков, исследование миросейсмов, образованных из-за поверхностных волн на озере, может стать источником полезной информации как о свойствах самого озера, так и о свойствах отдельных участков земной коры. Механизм распространения озерных микросейсмов может оказаться полезным для того, чтобы оценить влияние сезонных колебаний погоды и климатических изменений на малодоступные высокогорные озера.
Стоит отметить, что амплитуда возникающих микросейсмических волн очень маленькая, и человек почувствовать ее не может. Сейчас анализ сейсмической активности можно проводить не только с помощью стационарных наземных станций, но и с помощью мобильных приложений, которые уже зарегистрировали многочисленные случаи землетрясений разной амплитуды. А для оценки сейсмической активности на других небесных телах ученые используют спутники со специальными спускаемыми модулями.
Александр Дубов