Балансирующие камни помогли уточнить время последнего сильного землетрясения

Ученые разработали более точный метод оценки вероятности редких землетрясений большой амплитуды. Им удалось уточнить возраст балансирующих камней на скале Дабл Рок в Центральной Калифорнии и рассчитать время последнего сильного землетрясения в этом районе. Работа опубликована в AGU Advances.

Постройка зданий, мостов, заводов в местах, где возможны землетрясения, требует оценки сейсмической опасности. Для этого применяют вероятностный анализ исходя из числа и силы возможных землетрясений, их магнитуды и удаленности. Учет всех параметров дает верхний предел опасности землетрясений, на который и опираются при строительстве сооружений. То есть точная оценка возможных землетрясений и их силы позволяет оптимально спроектировать здание в сейсмически активной области.

Землетрясения повторяются с разными промежутками времени и бывают разной интенсивности — от слабого до уничтожающего. Данных о частых землетрясениях у ученых достаточно для того, чтобы предсказывать вероятность возникновения следующего подобного землетрясения. Что касается редких и сильных — с ними дело обстоит сложнее, потому что землетрясения происходили задолго до того, как их начали изучать. Для землетрясений с периодом повторяемости порядка тысячи лет необходимо строить более сложные модели и использовать новые методы.

Группа ученых под руководством Питера Стэффорда (Peter J Stafford) из Имперского колледжа Лондона предложила изучать редкие землетрясения по балансирующим камням. Они исследовали группу таких камней на побережье в Центральной Калифорнии и определили время, которое камни находятся в таком положении с последнего землетрясения.

Раньше устойчивость балансирующих камней к землетрясениям оценивали детерминировано по тому, какое движение грунта необходимо для опрокидывания. В работе авторы применяют иной подход, в котором определяют устойчивость к землетрясениям как вероятность опрокидывания с учетом силы сотрясения земли. Если балансирующий камень не изменил своего положения и не опрокинулся, то значит, что за это время не происходило землетрясений, способных его перевернуть.

Понять, как камни ведут себя при разных землетрясениях, ученым помогло компьютерное моделирование — они составили трехмерные модели камней и рассчитывали вероятность их опрокидывания.

Помимо моделирования, авторы изучали концентрации изотопа бериллия в балансирующих камнях. Предполагается, что такие камни образовались как части других больших пород, которые могло разрушить землетрясение. В таком случае, внешняя часть куска, который потом превратился в балансирующий камень, уберегала его от накопления изотопов. Действительно, в образцах со скалы Дабл Рок содержание изотопов бериллия оказалось очень низким. Таким образом, анализ космогенных нуклеотидов (в данном случае, изотопа бериллия) тоже позволяет оценить время последнего землетрясения в этом районе.

Оценки возраста балансирующих камней показали, что в своем нынешнем положении они находятся уже около 21 тысячи лет, что в два раза больше предыдущих оценок детерминистическим методом. Новый метод позволит с большей точностью оценивать возможные землетрясения и их последствия не только в исследуемом регионе, но и вдоль тектонически активных побережий по всему миру. Кроме этого, работа полезна с практической точки зрения — недалеко от скалы располагается атомная станция Диабло Каньон (Diablo Canyon). Она находится на том же расстоянии от зоны разлома, что и Дабл Рок, поэтому полученные результаты к ней применимы.

Хотя частые землетрясения предсказывать проще, ученые совершенствуют существующие методы оценок и разрабатывают новые. Так, геологи из Франции, Бельгии и США показали, что предсказать землетрясение может грохот грузовых поездов. А команда исследователей из США и Канады пришла к выводу, что смартфоны могут заменить развивающимся странам систему раннего предупреждения землетрясений.

Оксана Борзенкова