Учёные объяснили многолетнюю загадку повторяющихся землетрясений, фиксируемых глубоко под Тихим океаном. В районе разлома Гофар, примерно в 1600 километрах к западу от Эквадора вдоль Восточно-Тихоокеанского поднятия, обнаружены природные зоны, которые ограничивают развитие сейсмических разрывов и не позволяют им усиливаться.
На протяжении как минимум 30 лет этот разлом регулярно порождал землетрясения магнитудой около 6 каждые пять–шесть лет, причём почти в одних и тех же участках. Подобная повторяемость редка для сейсмологии, где крупные землетрясения обычно трудно предсказать.
По данным исследователей, внутри разлома существуют сложные структурные области, выступающие барьерами. Они ограничивают распространение разрыва и каждый раз останавливают его в одних и тех же точках сейсмического цикла. Цзяньхуа Гун, ведущий автор исследования и доцент кафедры наук о Земле и атмосфере Университета Индианы в Блумингтоне, отметила, что такие барьеры давно известны, однако их природа оставалась неясной.
Для изучения механизма специалисты проанализировали данные двух океанских экспериментов 2008 года и периода 2019–2022 годов. Сейсмометры, размещённые на дне океана в разных частях разлома, зафиксировали десятки тысяч слабых толчков до и после двух землетрясений магнитудой 6.
Анализ показал устойчивую закономерность. Перед сильными событиями в зонах барьеров фиксировалось увеличение мелкой сейсмической активности, а после крупных разрывов эти же участки становились практически спокойными.
Учёные пришли к выводу, что барьеры представляют собой активные участки разлома со сложной геометрией. В этих зонах разлом раздваивается на множество ответвлений, формируя небольшие растяжения в структуре. Дополнительную роль играет проникновение морской воды в трещины.
Совместное действие геометрии и жидкости приводит к эффекту дилатансионного упрочнения. При достижении барьера крупным разрывом движение вызывает резкое снижение порового давления в насыщенных водой породах, что временно блокирует распространение разрыва.
Цзяньхуа Гун подчеркнула, что такие зоны нельзя считать пассивными структурами. По её словам, они функционируют как динамичные элементы системы разлома и меняют понимание того, как ограничивается распространение землетрясений.
Полученные результаты помогают объяснить, почему многие подводные землетрясения не достигают максимальных масштабов. Подобные разломы распространены по дну океана, где тектонические плиты движутся горизонтально относительно друг друга.
Учёные предполагают, что аналогичные барьерные зоны могут существовать и в других океанических разломах, выполняя функцию естественных ограничителей разрывов. Это может повысить точность моделей сейсмической опасности для прибрежных районов и подводных тектонических систем.
Отдельно отмечается роль жидкостей в разломах, которые существенно влияют на поведение землетрясений. Сам разлом Гофар не представляет угрозы для населения из-за удалённости от берегов, однако выявленный механизм может быть характерен для многих других участков океанского дна.