Ученые МФТИ и Университета Иннополис разработали алгоритм SPAD (Seismogenic Patches Detection), который позволяет обнаружить наиболее опасные сейсмогенные участки тектонических разломов, на которых зарождаются сильнейшие землетрясения. Это поможет улучшить систему предупреждения катастроф и оценить сейсмические риски при строительстве, рассказали «Газете.Ru» в МФТИ.
Ученым давно известно, что разломы в земной коре имеют сложную структуру. На их поверхности формируются прочные тектонические контакты, которые за счет фрикционного сопротивления не позволяют берегам разлома смещаться. В этих зонах годами накапливается упругая энергия, которая затем внезапно высвобождается в виде мощного землетрясения.
До сих пор ученые могли определять расположение таких зон только постфактум, анализируя уже случившееся землетрясение. Новая разработка ученых МФТИ позволяет заглянуть вглубь разлома заранее, не дожидаясь катастрофы.
«Сильные землетрясения зарождаются в зонах, где, как считалось раньше, на протяжении многих лет отсутствуют землетрясения. Мы изменяем это представление и показываем, что в зонах зарождения сильнейших землетрясений инициируется большое число слабых землетрясений. И теперь у нас есть способ увидеть зоны зарождения сильных землетрясений за много лет до главного удара», — рассказал доцент кафедры теоретической и экспериментальной физики геосистем МФТИ Алексей Остапчук.
Алгоритм SPAD (Обнаружение сейсмогенных зон) анализирует фоновую сейсмичность — слабые и незаметные для людей толчки, которые происходят постоянно. Они несут в себе отпечаток глубинной структуры тектонического разлома, позволяют «прощупать» его различные участки и понять, какие из них копят энергию для удара.
«Сначала алгоритм «очищает» каталог землетрясений от взаимосвязанных событий и афтершоков — толчков, следующих после сильных землетрясений. Остается фоновая сейсмичность, которая отражает медленный, постоянный процесс деформации. Далее SPAD ищет зоны, где фоновые события группируются особенно плотно, и очерчивает их границы. Это и есть сейсмогенные зоны, где будут инициированы сильнейшие землетрясения», — рассказал Остапчук.
SPAD работает без участия человека и экспертных подсказок о том, где ранее были сильные толчки. Он находит пространственные скопления событий, опираясь на два физических критерия: максимальное число кластеров и событий в них, а также характерное расстояние между фоновыми событиями.
Работу алгоритма проверили на реальных данных по Камчатке, которые содержат информацию о сейсмичности региона за последние 35 лет. Алгоритм одинаково успешно выявил как старые толчки (13 из 16, произошедших до 1990 года), так и современные (7 из 8, случившихся после 1990 года). Это доказывает, что сейсмогенные зоны — долгоживущие структуры, которые сохраняются на поверхности разлома десятилетиями.
Работа над алгоритмом продолжается. Ученые планируют повысить его точность и уточнить для получения более детальной информации о неоднородности зон сейсмогенных пятен. Алгоритм эффективно работает и в других сейсмоактивных регионах планеты: на Курилах, в Японии, в зоне разлома Сан-Андреас. В перспективе метод может стать основой для глобального картирования тектонических контактов и более точной оценки сейсмической опасности в масштабах всей планеты.
Ранее на Камчатке была угроза цунами из-за землетрясения в Японии, подтвердил Институт физики Земли РАН.