Эти медленные смещения и сопровождающий их гул — их называют треморами — не разрушают здания и не попадают в новости. Однако ученые считают, что они могут помочь понять, как начинаются и развиваются сильные землетрясения.

Новое исследование геофизиков из Университета Калифорнии в Санта-Круз показывает, как треморы раскрывают механизмы накопления напряжения в опасных разломах, где позже могут произойти мощные подземные толчки. Работа, опубликованная в журнале Science Advances, проведена под руководством Гаспара Фаржа, постдока в лаборатории сейсмологии, и профессора Эмили Бродски, руководителя этой лаборатории.

Когда тектонические плиты резко сдвигаются, случаются землетрясения. Треморы же возникают при медленном скольжении, обычно на глубине десятков километров — часто в зонах субдукции, где одна плита погружается под другую. Они не опасны сами по себе, но игнорировать их не стоит: они часто происходят рядом с местами, где позже случаются самые разрушительные землетрясения.

Мы выяснили, что разломы, порождающие треморы, гораздо чувствительнее к внешним воздействиям, чем считалось раньше, — говорит Фарж, изучающий механизмы микроскопических сейсмических процессов. — Даже небольшие, но частые толчки могут влиять на поведение крупного разлома.

Хаос от малых землетрясений

Фарж и Бродски обнаружили, что даже слабые толчки в десятках километров от основного разлома могут сбить ритм тремора. Обычно, когда участок разлома начинает скользить, он «тянет» за собой соседние — и это приводит к синхронизированным эпизодам тремора. Но если через зону проходят сейсмические волны от небольших землетрясений, координация нарушается.

Эти внешние воздействия могут как ускорять, так и замедлять тремор — в зависимости от времени и места. А поскольку малые землетрясения происходят гораздо чаще крупных, они постоянно расшатывают систему, мешая ей синхронизироваться.

Это объясняет, почему одниe участки разлома демонстрируют четкую периодичность тремора, а другие ведут себя хаотично. Поведение разлома зависит не только от структуры пород (гранит здесь, мрамор там), но и от постоянного влияния соседних сейсмических событий.

Динамика северо-запада США

Яркий пример — зона субдукции Каскадия, протянувшаяся от Северной Калифорнии до Британской Колумбии. Здесь каждые 400 лет случаются мегаземлетрясения, а между ними — активные треморы. В Орегоне разлом почти бесшумен: без помех от землетрясений плита скользит как часы — раз в полтора года на участке длиной в сотни километров.

А вот в Северной Калифорнии, возле мыса Мендосино, частые слабые толчки нарушают регулярность, и треморы становятся короткими и беспорядочными.

Раньше считалось, что форма и состав разлома  (тип пород, температура, наличие воды и даже угол погружения плиты) определяют, как и где возникает тремор. Но новое исследование добавляет важный нюанс: динамические факторы, например, волны напряжения от соседних землетрясений, тоже влияют на его поведение.

Это открытие выходит за рамки тремора, — говорит Бродски. — Если мы научимся отслеживать, как разлом реагирует на малые воздействия, то сможем лучше предсказывать, где и когда произойдет катастрофа.

Сила — не главное

Исследование опровергает миф о том, что только мощные силы управляют поведением разломов. Оказывается, даже слабые землетрясения, которые раньше считались незначительными, могут менять правила игры.

Теперь у нас есть способ измерить неуловимые факторы, влияющие на скольжение разломов, — подводит итог Бродски.

Мы можем понять, где землетрясения будут регулярными, а где — хаотичными.

Это исследование переворачивает представление о том, как накапливается напряжение в разломах. Если раньше ученые фокусировались на структурных факторах  (состав пород, глубина), теперь ясно: динамические воздействия  (малые землетрясения) тоже критически важны.

Практическая польза:

• Улучшение прогнозов — если треморы реагируют на малые толчки, их можно использовать как индикатор напряжения.
• Понимание рисков — зоны, где треморы хаотичны, могут быть опаснее, чем кажется.
• Новые модели — теперь в расчеты можно заложить влияние даже слабых землетрясений.

Однако работа опирается на данные только одной зоны  (Каскадия). Но разломы везде разные: где-то преобладает гранит, где-то — вулканические породы. Нужны дополнительные исследования, чтобы проверить, работает ли эта модель в других регионах.

Ранее ученые выяснили, почему перед землетрясением часто бывает молния.