Обучая компьютеры распознавать крошечные сигналы землетрясения, записанные сейсмографами, ученые обнаружили, что циркулирующие подземные воды, вероятно, вызвали продолжающийся четыре года рой землетрясений в Южной Калифорнии, - пишет sciencenews.org со ссылкой на Science.
Циркулирующие подземные воды вызвали череду мелких землетрясений под южно-калифорнийским городом Каилла. Обучив компьютеры распознавать такие слабые толчки, ученые смогли не только определить вероятного виновника землетрясений, но и отследить, как такие загадочные землетрясения могут распространяться через сложные сети разломов с течением времени.
Сейсмические сигналы постоянно регистрируются в тектонически активной Южной Калифорнии, - говорит сейсмолог Захари Росс из Калифорнийского технологического института. Используя эту богатую базу данных, Росс и его коллеги обучали компьютеры отличать характерные земные движения, вызванные незначительными землетрясениями, от других вещей, порождающих толчки, таких как реверберации в строительстве или отдаленный грохот океана. По словам Захари Росса, миллионы изображений крошечных землетрясений, обнаруженных с помощью этой техники машинного обучения, могут быть использованы для создания трехмерных изображений подземных структур с высоким разрешением.
В 2017 году исследователи отметили всплеск активности крошечных землетрясений в регионе Каилла, который на тот момент продолжался около года. Большинство землетрясений были слишком малы, чтобы их можно было почувствовать, но их можно было обнаружить с помощью датчиков. В течение следующих нескольких лет команда использовала свой компьютерный алгоритм для определения 22 000 таких землетрясений с начала 2016 года до конца 2019 года, с магнитудой от 0,7 до 4,4.
Такое скопление маленьких землетрясений, без каких-либо выдающихся крупных шоков, называется рой. Росс говорит, что «рой отличается от стандартной последовательности шокового удара и последующего удара», которые обычно связаны с переносом напряжения от разлома к разлому в недрах. В качестве причин возникновения роя предлагаются циркуляции грунтовых вод или медленное проскальзывание при активном сбое, известном как ползучесть разлома.
«Рои довольно давно являются загадкой», - говорит Дэвид Шелли - геофизик из Геологической службы США, базирующийся в Голден (штат Колорадо), который не был связан с исследованием. Это явление особенно распространено в вулканических и гидротермальных областях, «и поэтому трудно интерпретировать те рои землетрясений, которые появляются не в таких типах областей», как это и было с роем в Каилле.
«Это особенно интересно, потому что это на редкость растянутый во времени рой, - добавляет Шелли. - Большинство может длиться несколько дней, недель или месяцев. Этот длился четыре года. Такое распределение во времени дает немного больше возможностей для изучения некоторых нюансов происходящего».
По словам Росса, данные от роя Каилла, который постепенно сокращается, но «еще не закончился», выявил не только сложную сеть разломов под поверхностью, но и эволюцию зоны разломов с течением времени. «Вы можете видеть, что последовательность [землетрясений] началась с региона, ширина которого составляет порядка десятков метров, - говорит Росс. - Но в течение следующих четырех лет этот регион рос, создавая расширяющийся фронт эпицентров землетрясений, протяженность участка увеличивалась со скоростью около 5 метров в день, пока не стала примерно в 30 раз больше первоначальной зоны».
Росс говорит, что это диффузное распространение свидетельствует о
том, рой вызван движением подземных вод. Хотя команда
непосредственно не наблюдала за перемещением жидкости под землей,
ученые предполагают, что под зоной разлома находится резервуар
грунтовых вод, которые ранее были изолированы от зоны. В какой-то
момент эта печать сломалась, и подземные воды смогли просочиться
в один из разломов, вызвав первые землетрясения. Оттуда он прошел
через систему разломов в течение следующих нескольких лет,
вызывая новые землетрясения. В конце концов, просачивающиеся
грунтовые воды, вероятно, натолкнулись на непроницаемый барьер,
который постепенно останавливает рой землетрясений.
[Фото: sciencenews.org]
