Физики и геофизики из МФТИ, Института динамики геосфер РАН и ряда других российских научных центров создали единый каталог из более чем 40 тысяч землетрясений Курило-Камчатской зоны субдукции и нанесли на карту участки, где потенциально способны зародиться очаги будущих мегаземлетрясений магнитудой выше 7,8. Работа опубликована в журнале «Физика Земли». Исследование поддержано Российским научным фондом (проект №22-17-00204).
Курило-Камчатская дуга — это почти двухтысячекилометровый рубеж планетарного масштаба, на котором Тихоокеанская плита уходит под Евроазиатскую со скоростью около 80 миллиметров в год. Эта дуга — один из самых сейсмически активных участков планеты. Именно здесь в 1952 году произошло Камчатское землетрясение магнитудой 9,0 — одно из сильнейших за всю историю инструментальных наблюдений, породившее катастрофическое цунами. Здесь же в 2006–2007 годах случилась пара крупных Курильских землетрясений, заставивших учёных пересмотреть представления о цикличности сейсмических событий в регионе.
Главная сложность в изучении такого региона — неполнота и противоречивость сейсмологических данных. Два основных источника информации о землетрясениях — региональный каталог Камчатского филиала Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН» и глобальный каталог USGS NEIC Геологической службы США — перекрываются, содержат дубликаты и используют разные шкалы магнитуд. При этом каждый из них охватывает лишь часть событий: региональная сеть лучше фиксирует слабые местные толчки, тогда как глобальная — крупные далёкие события. Исследователи оказались перед задачей: как соединить два несовместимых по форме массива данных в один надежный инструмент анализа?
Рисунок 1. Участок исследования Курило-Камчатской дуги с эпицентрами землетрясений из каталогов КФ ФИЦ ЕГС РАН (синий), USGS NIEC (красный), а также землетрясений, присутствующих в обоих каталогах (фиолетовый). Источник: Физика Земли
Авторы применили модифицированный метод «ближайшего соседа». Для каждого землетрясения в каталоге определяется «ближайший сосед» по комбинированной метрике, учитывающей одновременно расстояние между эпицентрами, разницу во времени и магнитуду события. Если два события разных каталогов оказываются слишком близки по всем трем параметрам — они признаются дубликатами. Если же одно событие следует за другим в пространстве и времени по закономерностям, типичным для афтершоков, — оно относится к категории «связанных», то есть зависимых событий, которые формируют кластерную сейсмичность. Все остальные образуют «фоновую сейсмичность» — независимые толчки.
После объединения двух каталогов за период 1990–2024 годов суммарный массив составил 52 574 землетрясения. Удаление дубликатов сократило его до 46 479 событий, а последующая декластеризация — выделение независимых толчков — до 41 252 фоновых событий. Этот очищенный массив и стал основой для построения карт плотности сейсмичности.
Рисунок 2. Курило-Камчатский жёлоб — протяженный разлом на дне океана глубиной более 10 км, вдоль которого Тихоокеанская плита погружается под Евроазиатскую. Именно здесь зарождаются сильнейшие субдукционные землетрясения региона. Источник: NOAA
Ключевой результат — поэлементное перемножение двух нормированных карт плотности: фоновой и кластерной сейсмичности. Участки повышенной плотности авторы использовали для выделения предполагаемых областей, которые геофизики называют «асперти». Асперити — это участки особой жёсткости на поверхности разлома, своего рода «прочные пятна», где накапливается упругая энергия между сильными землетрясениями. Именно они срываются во время катастрофических событий, высвобождая гигантскую энергию.
Российские геофизики показали: выделенные зоны повышенной плотности событий на объединённой карте действительно совпадают с зонами разрывов для сильнейших землетрясений магнитудой от 7,8 до 9,0, произошедших в регионе начиная с 1923 года — в том числе Камчатского 1923 и 1952 годов и Курильских 1963, 1994 и 2006 годов.
Метод, предложенный коллективом авторов, не «предсказывает» дату следующего землетрясения, но позволяет куда точнее указать его вероятное местонахождение. Это критически важно для планирования строительных норм, систем раннего предупреждения и эвакуационных планов в прибрежных городах — Петропавловске-Камчатском, Северо-Курильске и других населённых пунктах, находящихся в зоне прямой опасности от возможного мегаземлетрясения и цунами.
Рисунок 3. Зоны субдукции Тихоокеанского огненного кольца. Курило-Камчатская дуга входит в число наиболее активных участков этой гигантской системы, порождающей большинство сильнейших землетрясений планеты. Источник: Encyclopaedia Britannica
Алина Беседина, доцент кафедры теоретической и экспериментальной физики геосистем МФТИ, первый автор исследования, рассказала: «Объединение каталогов — это кропотливая аналитическая работа по согласованию шкал магнитуд, фильтрации ошибок и разрешению конфликтов между записями разных сетей. Однако работа с каталогами может дать дополнительную информацию как о характере сейсмичности, так и о структуре разломной зоны.
Примененный нами подход позволил выделить зоны локализации потенциально возможных очагов сильнейших землетрясений на Камчатке. Стоит отметить, что Камчатское мегаземлетрясение 29 июля 2025 года с Mw8.8 произошло в ранее выделенной нами потенциально опасной области.».
Курило-Камчатская дуга остается одним из наиболее сейсмически опасных регионов мира. Предложенный российскими геофизиками подход задает новый методологический стандарт для работы с объединёнными сейсмологическими каталогами и открывает путь к более детальному картированию зон потенциальных мегаземлетрясений не только в этом регионе, но и вдоль других субдукционных дуг — Японской, Алеутской, Суматранской. В мире, где мегаземлетрясения уносят тысячи жизней, каждый шаг к пониманию того, где они могут произойти, становится буквально жизненно важным.
Исследование поддержано Российским научным фондом (грант № 22-17-00204).
