Сан-Андреас может сыграть иначе: опасный тип землетрясений меняет правила выживания

Жители Калифорнии привыкли жить с мыслью о "большом землетрясении", однако реальная угроза может оказаться куда стремительнее и жестче привычных сценариев. Речь идет о так называемых суперсдвигательных землетрясениях — редких, но особенно разрушительных разрывах разломов, которые распространяются быстрее собственных сейсмических волн. Новые оценки показывают, что именно такие события могут сыграть ключевую роль в будущих сейсмических катастрофах штата. Об этом предупреждают исследователи Калифорнийского центра землетрясений.

Что такое суперсдвигательное землетрясение

Исследование возглавил профессор наук о Земле Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн Ахмед Эльбанна в сотрудничестве с учеными Центра землетрясений Калифорнии (SCEC). Его работа посвящена физике разрывов разломов и тому, как высвобождаемая энергия преобразуется в разрушительное движение грунта.

При обычном землетрясении разрыв распространяется медленнее, чем сдвиговые (боковые) сейсмические волны. В случае суперсдвига скорость разрыва превышает скорость этих волн, из-за чего энергия концентрируется на фронте разлома и формирует резкий ударный импульс.

Именно этот эффект приводит к так называемому "двойному удару": сначала по городу проходит сверхбыстрый фронт разрыва, а затем — волны, идущие следом. Такая последовательность резко усиливает разрушительное воздействие.

Почему они особенно опасны для Калифорнии

Большинство потенциальных суперсдвигательных событий связано с разломами скольжения — структурами, где блоки земной коры смещаются горизонтально. Самый известный пример — разлом Сан-Андреас, протянувшийся почти на 800 миль через весь штат.

Опасность заключается в том, что при суперсдвиге сильнейшее сотрясение остается сосредоточенным в узком и протяженном коридоре вдоль линии разлома. В отличие от обычных землетрясений, где энергия постепенно рассеивается с расстоянием, здесь разрушительное воздействие может долго сохраняться практически без ослабления.

Это особенно критично для городов и инфраструктуры, вытянутых вдоль разломов: автомагистралей, трубопроводов, линий электропередачи и плотной жилой застройки. Подобные уязвимости ранее уже обсуждались в контексте оценки устойчивости городской инфраструктуры к землетрясениям.

Насколько часто происходят такие события

Долгое время суперсдвигательные землетрясения считались редкими исключениями. Однако анализ данных последних лет изменил эту картину. За последние 15 лет признаки суперсдвига были выявлены у 14 из 39 крупных землетрясений в мире — примерно у трети.

Другие обзоры показывают, что около 14 % крупных землетрясений с разломами скольжения достигают суперсдвиговых скоростей, что более чем вдвое превышает прежние оценки.

Яркий пример — землетрясение магнитудой 7,5 в индонезийском Палу в 2018 году. Разрыв развивался по суперсдвиговому сценарию, вызвав мощные оползни и цунами, которые унесли тысячи жизней.

Чего ожидать Калифорнии в ближайшие десятилетия

Согласно долгосрочным прогнозам, вероятность того, что в Калифорнии в течение ближайших 30 лет произойдет как минимум одно землетрясение магнитудой 7, составляет около 99 %. Шанс землетрясения магнитудой 8 и выше оценивается примерно в 7 % — немного, но достаточно, чтобы рассматривать такой сценарий всерьез.

Именно длинные и относительно прямые сегменты разломов, способные породить столь мощные события, наиболее благоприятны для перехода разрыва в суперсдвиговый режим.

Проблема в том, что действующие строительные нормы и карты опасностей в основном предполагают, что максимальная тряска будет направлена перпендикулярно разлому. При суперсдвиге же наибольшая энергия может распространяться вдоль него, подвергая риску целые цепочки населенных пунктов.

Как готовиться к суперсдвигам

Ученые подчеркивают, что пересмотр подходов к оценке сейсмической опасности неизбежен. Эти землетрясения, по их словам, почти наверняка произойдут — вопрос лишь во времени и уровне готовности.

Ключевые направления подготовки включают:

1. Уплотнение сетей сейсмического мониторинга вдоль крупных разломов для точного отслеживания начала и ускорения разрывов.

2. Развитие компьютерных моделей, которые позволяют оценивать воздействие суперсдвиговых сценариев на реальные города.

3. Целевую модернизацию критически важной инфраструктуры — мостов, больниц, транспортных узлов.

Подобные подходы уже применяются при анализе сценариев экстремальных природных катастроф, но для Калифорнии они требуют более широкого внедрения.

Почему одной науки недостаточно

Ахмед Эльбанна отмечает, что даже самые точные модели не снизят риск без скоординированных действий. Необходимы совместные усилия ученых, градостроителей, экстренных служб и местных сообществ.

Понимание природы суперсдвигательных землетрясений дает шанс заранее адаптировать нормы строительства и планы реагирования. Игнорирование этих данных может означать, что будущие катастрофы окажутся разрушительнее, чем ожидается.

Сравнение: обычное и суперсдвигательное землетрясение

Обычное землетрясение сопровождается постепенным снижением интенсивности тряски по мере удаления от эпицентра. При суперсдвиге же энергия концентрируется вдоль разлома, формируя протяженную зону экстремальных ускорений. В результате даже удаленные участки разлома могут испытывать резкие и разрушительные толчки.

Такое различие принципиально важно для оценки рисков в линейно застроенных районах и вдоль транспортных коридоров.

Популярные вопросы о суперсдвигательных землетрясениях

Что опаснее — обычное землетрясение или суперсдвиг?

Суперсдвигательные события потенциально опаснее из-за концентрации энергии и эффекта "двойного удара".

Можно ли заранее предсказать суперсдвиг?

Пока нет надежного способа предсказать момент перехода разрыва в суперсдвиговый режим, но плотный мониторинг повышает шансы раннего обнаружения.

Нужно ли менять строительные нормы?

Исследователи считают, что да. Текущие стандарты не полностью учитывают направленность и интенсивность тряски при суперсдвиге.