Разломы Каскадия и Сан-Андреас могут срабатывать почти одновременно

Учёные обнаружили свидетельства того, что зона субдукции Каскадия и разлом Сан-Андреас могут срабатывать почти подряд. Исследование опубликовано в журнале Geosphere.

Две наиболее внимательно изучаемые разломные системы западного побережья Северной Америки могут быть связаны сильнее, чем считалось ранее. Согласно новому исследованию, эти системы способны синхронизироваться: мощное землетрясение на одном разломе может сопровождаться сейсмической активностью на другом. В некоторых случаях, зафиксированных в геологической летописи, разрывы могли происходить с интервалом всего в минуты или часы.

«Мы привыкли слышать о "Большом" — Каскадии — как о чём-то катастрофически огромном, — говорит Крис Голдфингер, морской геолог из Университета штата Орегон и ведущий автор исследования. — Оказывается, это не худший сценарий».

3100 лет истории землетрясений

Чтобы изучить связь между разломами, Голдфингер и его коллеги исследовали глубоководные осадочные керны, содержащие около 3100 лет геологической истории. Особый интерес представляли отложения, называемые турбидитами, которые образуются при подводных оползнях, вызванных в том числе мощными землетрясениями.

Сопоставив слои турбидитов, связанных с системами Каскадия и Сан-Андреас, исследователи обнаружили striking сходства в их времени и структуре. Эти закономерности указывают на то, что крупные землетрясения на двух разломах иногда происходили необычно близко по времени.

Точно определить интервал между древними землетрясениями сложно. Однако, по словам Голдфингера, команда выявила три события за последние 1500 лет, когда Каскадия и северный Сан-Андреас, по-видимому, разрывались с разницей от минут до часов. Последний такой эпизод произошёл около 1700 года.

Потенциальный двойной удар по западному побережью

Возможность близких по времени землетрясений может иметь серьёзные последствия для подготовки к катастрофам. Даже один крупный разрыв вдоль Каскадии или Сан-Андреаса создаст огромную нагрузку на службы экстренного реагирования. Если же обе системы сработают в короткий промежуток, несколько крупных мегаполисов могут столкнуться с серьёзными разрушениями почти одновременно.

«Можно ожидать, что землетрясение на одном из разломов потребует ресурсов всей страны для реагирования, — сказал Голдфингер. — А если они сработают вместе, то потенциально Сан-Франциско, Портленд, Сиэтл и Ванкувер окажутся в чрезвычайной ситуации в сжатые сроки».

Учёные десятилетиями рассматривали вопрос, могут ли отдельные разломные системы синхронизировать своё поведение. Однако прямые наблюдения крайне редки. Ранее был известен лишь один пример — землетрясения на Суматре с интервалом в три месяца в 2004 и 2005 годах.

Случайное открытие в море

Голдфингер изучает возможность связанных землетрясений десятилетиями, а корни нового исследования уходят к морской экспедиции 1999 года. Тогда учёные собирали осадочные керны в зоне субдукции Каскадия у берегов Орегона и северной Калифорнии. Навигационная ошибка увела судно с маршрута примерно на 55 миль (около 88 км) южнее мыса Мендосино в Калифорнии, в область разлома Сан-Андреас. Вместо того чтобы отказаться от отклонения, команда решила пробурить керн там.

Этот неожиданный образец в итоге выявил нечто необычное. Турбидиты обычно имеют предсказуемое строение: более грубый материал оседает первым и образует нижнюю часть слоя, а более тонкий постепенно откладывается сверху. Однако в этом керне исследователи обнаружили обратную картину: тонкий илистый материал оказался внизу, а грубый песчаный — сверху.

Подсказка, скрытая в перевёрнутых отложениях

Необычная слоистость указывала на то, что два отдельных события произошли быстро друг за другом. Исследователи пришли к выводу, что тонкий осадок внизу отложился после крупного землетрясения в зоне субдукции Каскадия, а грубый осадок сверху стал результатом последующего движения по соседнему разлому Сан-Андреас.

Для дальнейшего изучения команда использовала радиоуглеродное датирование, чтобы оценить возраст турбидитов из этого керна и других образцов, собранных к северу и югу от мыса Мендосино. Мыс Мендосино особенно важен, поскольку находится near области, где сходятся северная система Сан-Андреаса и зона субдукции Каскадия.

Расширенный анализ укрепил версию о том, что необычные осадочные структуры образовались в результате землетрясений на обеих разломных системах, произошедших близко по времени. Исследователи называют эти характерные парные слои «дублетами». По мнению команды, землетрясения на двух отдельных разломных системах — лучшее объяснение их формирования, чем афтершоки или другие процессы.

Новый взгляд на риск землетрясений на западном побережье

Если Каскадия и северный Сан-Андреас могут влиять друг на друга, планирование на случай землетрясений, возможно, должно учитывать сценарий, при котором крупные катастрофы разворачиваются на значительно большей части западного побережья в сжатые сроки. При этом результаты не означают, что каждое крупное землетрясение на одном разломе вызовет другое. Осадочная летопись скорее говорит о том, что близкие по времени разрывы случались в прошлом и взаимодействие между двумя системами заслуживает большего внимания.

Источники:

Материалы предоставлены Университетом штата Орегон. Оригинал написан Шоном Нилоном.

C. Goldfinger, J. Beeson, B. Black, A. Vizcaino, C.H. Nelson, A. Morey, J.R. Patton, J. Gutiérrez-Pastor, C. Romsos, M.D. Walzcak. Unravelling the dance of earthquakes: Evidence of partial synchronization of the northern San Andreas fault and Cascadia megathrust. Geosphere, 2025; 21 (6): 1132 DOI: 10.1130/GES02857.1