В регионах мира, которые веками считались сейсмически спокойными, в последние десятилетия происходят странности: земную твердь иногда сотрясают подземные толчки, которых, по всем канонам классической геологии, там быть не должно.
Эти события долгое время оставались загадкой для учёных. Исследователи из Утрехтского университета (Нидерланды), кажется, нашли ответ на неё. Он кроется в древних, «заживших» разломах земной коры — оказывается, промышленная деятельность человека заставляет их пробуждаться спустя миллионы лет.
Породы со «скоростным усилением»
В статье, опубликованной в Nature Communications, учёные приводят пример такой аномалии — это Гронингенское газовое месторождение на севере Нидерландов. С 1960-х годов там велась активная добыча газа. К 1990-м годам эта некогда абсолютно спокойная территория, не знавшая землетрясений в обозримой истории, начала испытывать регулярные, хоть и слабые, подземные толчки магнитудой до 3,6. Их силы оказалось достаточно для образования трещин в домах, строители которых никогда не закладывали в проекты сейсмическую устойчивость.
Откуда взялась эта активность? Изначальная гипотеза о связи добычи газа и землетрясений представлялась очевидной: мол, падение пластового давления привело к перераспределению напряжений в недрах. Однако наука не могла объяснить, почему это перераспределение привело именно к резким, ударным подземным толчкам, ведь местные породы обладают свойством так называемого «скоростного усиления».
Это значит, что сила трения между плитами возрастает при попытке их сдвига и, как следствие, блокируется их дальнейшее движение. В теории это свойство пород должно предотвращать любые землетрясения.
Разлом ведёт себя, как хрупкая перемычка
Научная группа под руководством геолога Илоны ван Динтер пришла к выводу, что механизм «невозможных» землетрясений запускается на так называемых «заживших» разломах. Это древние трещины в земной коре, образовавшиеся миллионы лет назад, которые за долгий период тектонического бездействия успели «склеиться» — контакты между разделёнными когда-то породами вновь стали прочными.
Именно эта вновь обретённая прочность и играет роковую роль. Когда промышленная деятельность человека — будь то добыча полезных ископаемых, закачка воды для геотермальных станций или захоронение CO₂ — начинает медленно менять напряжённость в горных породах, «заживший» разлом сопротивляется гораздо сильнее, чем окружающие его недра.
Вместо того чтобы поддаться давлению и плавно сместиться, он ведёт себя, словно хрупкая перемычка: напряжение накапливается, накапливается, а потом — бах! Происходит внезапный и мощный разрыв, порождающий землетрясение там, где его никто не ожидал.
Это бывает только один раз
Обнадёживающий вывод исследователей, проведших компьютерное моделирование, заключается в том, что подобное происходит лишь один раз. Как только накопленная энергия «зажившего» разлома находит выход, ситуация вновь успокаивается.
«В результате в этом месте больше не происходит землетрясений, — говорит Илона ван Динтер. — Конечно, недра в таких районах могут не успокоиться сразу же после прекращения человеческой деятельности, но землетрясений такой магнитуды здесь больше не будет».
После «невозможного» сейсмического события породы возвращаются в их естественное, более податливое состояние, и в дальнейшем смещения вдоль этого разлома могут происходить уже постепенно, без опасных резких толчков.
Учёные подчёркивают практическую значимость этой работы. Во-первых, она объясняет, почему землетрясения в номинально стабильных районах представляют особую опасность: местная инфраструктура и жилой фонд просто не рассчитаны на подобные природные катаклизмы.
Во-вторых, техногенные землетрясения происходят на небольших глубинах, всего в несколько километров (в отличие от природных, очаги которых могут залегать на глубине в десятки километров). А это значит, что даже слабые толчки могут вызывать сильные и потенциально разрушительные колебания на поверхности.
Таким образом, перед человечеством стоит новая сложная задача: необходимо научиться составлять детальные карты не только активных, но и «дремлющих» разломов. Особенно важно это в таких местах, где преобладают песчаник, известняк и доломит — эти породы как раз склонны к «заживлению». Соответственно, риски «невозможных» землетрясений надо учитывать при строительстве и планировании любой масштабной промышленной деятельности в недрах.
Оцените материал
| Подписывайтесь на АиФ в
MAX |
Leave a Reply