Ученые предложили способ оценки магнитуды и расположения сейсмических событий на основе геофизического анализа горных пород. Предложенная методика дополняет традиционные сейсмологические методы, позволяя определять зоны зарождения потенциальных очагов землетрясений. Результаты исследования опубликованы в журнале «Физика Земли».
Увеличение антропогенного воздействия на недры Земли, например, добыча угля, нефти и других ископаемых может вызвать землетрясения даже в регионах, ранее считавшимися асейсмичными. Традиционное прогнозирование сильных землетрясений основано на анализе уже зарегистрированных сейсмических событий, что затрудняет прогнозирование в таких «тихих» областях. Предложенный российскими учеными метод позволяет оценить возможность появления сейсмического события, основываясь на данных о структуре разломов и реологических свойствах горных пород.
«Важным моментом во всех наших изысканиях и вообще для экономики является корректная оценка сейсмической опасности и возможность предсказать, какое событие вообще может быть в данном регионе. То есть раньше территория была абсолютно тихая, сейчас люди начали условно добывать полезные ископаемые, и начались сейсмические события. Но может быть так, что будет постоянно много слабых событий, а может быть такое, что вначале были слабые, а потом может появиться очень сильное», — говорит Алексей Остапчук, доцент кафедры теоретической и экспериментальной физики геосистем МФТИ, заведующий лабораторией деформационных процессов в земной коре ИДГ РАН.
Ученые исследовали 160-километровый участок коллизионного шва между Сибирским кратоном и Ольхонским террейном — областью, где столкновение тектонических блоков привело к сильным деформациям. В настоящее время в данной области локализован Приморский разлом, формирование которого сопровождалось тектонической активностью. Геофизики собрали и проанализировали образцы горных пород этого разлома, которые ранее располагались на глубине 10–15 км, и составили цифровой каталог с описанием минералогического состава и типов деформации породы. С помощью лабораторных исследований они показали, что породы с разными свойствами обуславливают реализацию различных режимов скольжения: от быстрых динамических срывов, вызывающие землетрясения, до медленного асейсмического крипа.
Рисунок. Сегменты изученного участка краевого шва Сибирского кратона с различными режимами скольжения: 1 — сегменты быстрого скольжения, иницирующего землетрясения; 2 — сегменты апериодического медленного скольжения и асейсмического крипа; 3 — сегмент асейсмического крипа; 4 — краевой шов.
Источник: «Физика Земли», 2025.
«Мы исследовали этот разлом, потому что он хорошо изучен с точки зрения геологии и тектоники. Также на поверхности находятся слои горных пород, которые раньше были на сейсмогенных глубинах. То есть мы фактически исследуем зону формирования очагов землетрясений», — объясняет Алексей Остапчук.
С помощью электротомографии исследователи определили ширину активной зоны и выявили области с большой плотностью трещин. На основе данных электромографии и лабораторного исследования образцов горных пород они составили карту разлома, выделив опасные и безопасные сегменты. Узкие участки разлома (100–200 метров), сложенные породами со свойством скоростного разупрочнения (например, кварц), являются зонами формирования сильных землетрясений. Такие зоны длиной 10 км встречаются каждые 60 км. Более широкие участки (до 500 метров) из пород со свойством скоростного упрочнения (например, сланцы или мрамор) деформируются медленно, не вызывая землетрясений, и относятся к безопасным зонам.
Данное исследование предлагает методику определения сейсмоопасных участков в условиях, когда сейсмических данных недостаточно или они отсутствуют. Его результаты могут быть использованы для разработки более точных моделей сейсмического цикла, планирования строительства и усовершенствование систем раннего предупреждения о землетрясениях.
В работе принимали участие ученые из МФТИ, Института динамики геосфер им. академика М. А. Садовского РАН, Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН и Института земной коры СО РАН.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (проект № 20-77-10087).
Научная статья: Гридин Г.А., Остапчук А.А., Григорьева А.В., Павлов Д.В., Черемных А.В., Бобров А.А., Декабрёв И.К. Вариации структурных и физико-механических свойств тектонического разлома в приповерхностной зоне // Физика Земли. — 2025. — №1. — C. 138-150. DOI: 10.31857/S0002333725010097
