Дослідники навмисно викликають землетруси глибоко в Альпах не з руйнівною метою, а як новий підхід до розуміння поведінки землетрусів і покращення прогнозів. Проект Fault Activation and Earthquake Rupture (FEAR) спрямований на виявлення попереджувальних сигналів, які природа подає перед землетрусом, що є критичною метою в сейсмології, враховуючи обмеження нашого поточного розуміння тригерів землетрусів.
Проблема прогнозу землетрусів
Незважаючи на прогрес у глобальному моніторингу розломів, вчені все ще не можуть зрозуміти безпосередні причини землетрусів. Ключове питання полягає в тому, чому деякі розломи обмежені короткими ділянками тектонічних розломів, тоді як інші простягаються на милі, завдаючи більшої шкоди. Зараз геологи можуть аналізувати події лише після того, як вони відбулися, що залишає значну прогалину в нашій здатності передбачати та зменшувати ризики. Як пояснює Доменіко Джардіні, професор сейсмології та геодинаміки в ETH Zürich, “Які сигнали посилає нам природа? Вони стають ясними лише після поштовху, тому ми намагаємося набагато краще зрозуміти, як розпізнати ці ознаки”.
Використання потенціалу Альп
Щоб вирішити цю проблему, проект FEAR використовує переваги унікальних геологічних умов Альп. Розташовані на кордоні Швейцарії та Італії, ці величні гори містять мережу глибоких тріщин – спадок мільйонів років тектонічної активності. Величезне стиснення з боку гір утворює тріщини в скелях, розташованих на глибині від 0,6 до 1,2 милі (1-2 кілометри) під поверхнею.
Ці розломи періодично відчувають невеликі зміщення, викликаючи незначні землетруси. Використовуючи існуючий тунель, спочатку побудований для проекту залізниці, проект FEAR проводить експерименти, закачуючи воду в розлом, щоб контролювати час землетрусів. «Вони могли статися в той чи інший момент в історії Альп, але ми переконані, що вони відбудуться наступного тижня», — каже Джіардіні.
Контрольований експеримент
Цей процес нагадує те, що відбувається, коли нафтогазові компанії закачують стічні води в тріщинисті регіони, такі як Оклахома і Техас. Ця практика зменшує тертя, полегшуючи розрив. Однак проект FEAR відрізняється тим, що розгортає щільну мережу сейсмометрів і акселерометрів безпосередньо на самому розломі. Це дозволяє дослідникам точно вимірювати, як розлом рухається у відповідь на зменшення тертя — рівень деталізації, недосяжний у природних умовах.
Команда вже успішно ініціювала сотні тисяч землетрусів меншої магнітуди. (Магнітуди землетрусів вимірюються в логарифмічній шкалі, враховуючи існування дуже малих землетрусів нульової або навіть негативної магнітуди.)
Майбутнє дослідження: температура та магнітуда
Наступного тижня дослідники будуть закачувати гарячу воду в розлом, щоб оцінити вплив температури на розвиток землетрусів. У березні проект планує спровокувати землетруси магнітудою до 1 бала.
Кінцевою метою є встановлення передбачуваної залежності між конкретними параметрами та розміром землетрусу. Якщо дослідники зможуть успішно викликати землетруси бажаної величини, вони зможуть оцінити фактичні розломи, розрахувати напругу, необхідну для виникнення землетрусів різного розміру, і, можливо, покращити прогнози.
Наслідки для оцінки сейсмічного ризику
Джардіні вказує на руйнівний землетрус у Сирії та Туреччині в лютому 2023 року як приклад потенційної користі цього дослідження. “Ми знаємо, що цей розлом триватиме на південь і північ. Ми хочемо спробувати зрозуміти, чи буде наступний поштовх магнітудою 7, 8 або 8,5?”
Початкові результати показують, що такі фактори, як напруга в породах, які оточують розлом, є критичними показниками. Дослідники також отримують уявлення про те, як землетруси поширюються від одного розлому до іншого.
«Ми бачимо приклади, які ми самі виробляємо під землею, які дуже схожі на те, що відбувається в природі», – підсумовує Джардіні.
Інноваційний підхід FEAR дає надію на майбутнє, в якому землетруси не будуть абсолютно непередбачуваними, а громади зможуть краще підготуватися до цих неминучих природних явищ.
