Геофизик посмотрел видео землетрясения в Мьянме и совершил открытие
Потрясающее видео с камеры наблюдения, запечатлевшее смещение разлома во время недавнего мощного землетрясения в Мьянме, вызвало восторг как у ученых, так и у обычных зрителей. Но когда его несколько раз пересмотрел геофизик Джесси Кирс из Киотского университета — он заметил нечто весьма удивительное.
Анализируя вместе со своим коллегой Есихиро Канэко запись более внимательно, исследователь пришел к выводу, что на видео впервые зафиксировано прямое визуальное свидетельство искривленного сдвига разлома. Своим открытием ученые поделились в The Seismic Record.
Геологи, изучающие землетрясения, часто наблюдают изогнутые зеркала скольжения — следы, оставленные при трении горных пород друг о друга во время разлома. Но до сих пор не было визуального подтверждения того, что именно искривленное смещение может создавать такие следы. Благодаря повсеместному видеонаблюдению оно появилось — и поможет в создании более точных динамических моделей разрывов.
Запись была сделана камерой видеонаблюдения, расположенной вдоль линии разлома Сагайн в Мьянме, где 28 марта произошло землетрясение магнитудой 7,7. Камера находилась примерно в 20 метрах к востоку от разлома и в 120 километрах от гипоцентра землетрясения.
Получившееся видео поражает: впервые можно наблюдать движение разлома в реальном времени — сначала тряску, а затем видимое смещение земли на западной стороне разлома к северу.
«Я увидел это на YouTube через час или два после загрузки, и у меня сразу пробежали мурашки по коже, — вспоминает Кирс. — Оно показывает то, что, мне кажется, мечтал увидеть каждый сейсмолог. Это было прямо перед глазами — невероятно захватывающе».
При многократном просмотре он заметил еще кое-что.
«Вместо прямолинейного движения объектов в кадре они смещались по изогнутой траектории со сдвигом вниз. Это сразу заставило меня насторожиться, потому что часть моих предыдущих исследований как раз касается искривления смещения разлома, но на основе геологических данных», — объясняет геофизик.
Ранее он изучал изогнутые зеркала скольжения, связанные с другими землетрясениями, например, в Каикуре (Новая Зеландия, 2016, магнитуда 7,8), и их значение для понимания механизмов разрывов.
«С этим видео из Мьянмы мы решили более тщательно измерить движение, чтобы получить объективные количественные данные, а не просто указать на кривизну», — продолжает Кирс.
Исследователи отследили перемещение объектов в кадре с помощью попиксельного корреляционного анализа, кадр за кадром. Это позволило измерить скорость и направление смещения разлома во время землетрясения.
Они установили, что разлом сместился на 2,5 метра примерно за 1,3 секунды с пиковой скоростью около 3,2 метра в секунду. Это указывает на импульсный характер землетрясения — важное открытие, подтверждающее предыдущие выводы, сделанные на основе сейсмических волн других землетрясений. Кроме того, основное движение разлома было сдвиговым, с кратковременной вертикальной компонентой.
Анализ показал, что смещение сначала быстро искривляется по мере ускорения до максимальной скорости, затем становится линейным при замедлении.
Эта картина согласуется с ранее предложенными гипотезами о кривизне смещения: отчасти она может возникать из-за относительно низких напряжений ближе к поверхности.
«Динамические напряжения землетрясения при приближении и начале разрыва вблизи поверхности способны вызвать отклонение в движении разлома. Эти временные напряжения сначала сбивают разлом с заданного направления, но затем он возвращается к ожидаемому движению», — объяснил Кирс.
Тип искривления смещения — в одну или другую сторону — зависит от направления распространения разрыва и соответствует южному направлению разлома Сагайн. Это означает, что зеркала скольжения могут фиксировать динамику прошлых землетрясений, что полезно для оценки будущих сейсмических рисков.
