Южная Калифорния стоит на одной из самых активных и тщательно изучаемых сетей разломов в США. Землетрясения происходят там, где участки коры движутся друг к другу, застревают и накапливают стресс, который затем может быть высвобожден. Этот механизм известен давно, и исследователи продолжают пытаться понять, как развивается серия событий вдоль основных fault-систем региона и какие участки окажутся под ударом в будущем. История эта особенно важна для Лос-Анджелеса и окрестностей, где крупные подземные разломы работают в тесном взаимосочетании. (ID источников: 0, 2)

Два основополагающих разлома в регионе — Сан-Андреас и Сан-Хасинто — соседствуют близко к прохождению к Cajon Pass, сложной геологической развязке, где rupture, переходящий с одного разлома на другой, может начаться на одном дорожном участке и продолжиться на другом при определённых условиях. Именно эта развязка привлекает внимание ученых: в регионе, который уже долгое время отделен от крупной сейсмической активности 1857 года Fort Tejon, накапливается tectonic stress, и возникает вопрос, как будущий крупный разлом может развернуться вдоль всей fault-системы. (ID источников: 1, 3)

Недавнее исследование, возглавляемое доктором Лилиан Бурхард из Института физики, отдела космических исследований и планетарных наук Швейцарской университетской Борн, взяло новый дистанционный взгляд на риск. Международная команда моделировала около 1,000 лет сейсмической активности вдоль южных сегментов Сан-Андреас и Сан-Хасинто, чтобы оценить, сколько стресса в данный момент концентрируется вокруг Cajon Pass. В работе участвовали учёные из Университета Гавайев, Геологического управления США по исследованию землетрясений в Пасадене и Института океанографии Сриппс в Калифорнийском университете Сан-Диего. (ID источников: 4, 5)

Результаты показывают, что тектонические напряжения в некоторых участках достигли и в некоторых местах превысили наивысшие значения за весь 1,000-летний период модели. Cajon Pass называют «землетрясительным воротами» — узлом разломов, который может определить, останется ли крупное землетрясение в рамках одного разлома или перейдёт на соседний участок. Статья о работе опубликована в Journal of Geophysical Research: Solid Earth. (ID источников: 6, 7)

Чтобы восстановить динамику напряжения за века, учёные построили четырехмерную физически обоснованную модель цикла землетрясений, которая учитывает три пространства и эволюцию разломной системы во времени. В качестве данных они использовали 1,000-летний архив прошлых землетрясений: радиоуглеродное датирование, необычные паттерны в годовых кольцах деревьев и исторические свидетельства о разрушениях поверхности. По словам Бурхард, такая модель отслеживает, как одно землетрясение влияет на напряжение соседних участков, как напряжение накапливается в межсобытийные периоды и как глубокие слои коры постепенно расслабляются после крупных разломов. Это позволяет оценить текущее состояние напряжения в системе. (ID источников: 9, 11)

По данным модели, напряжение в регионе сейчас достигает самых высоких значений за тысячу лет. Особенно высокий уровень зафиксирован на участке Сан-Хасинто–БернирдИно — 3,6 МПа, что выше любых значений, полученных в ходе моделирования за 1,000-летний период. На соседнем участке Mojave South части Сан-Андреас этот показатель достигает 2,8 МПа. Такое близкое по величине состояние напряжённости в двух смежных разломах указывает на условия, близкие к тем, которые предшествовали ранее прорывам через обе системы. (ID источников: 12, 13, 22, 23)

Исследование подчеркивает, что Cajon Pass работает не как простой барьер. В зависимости от состояния напряжённости по окружающим участкам он может либо остановить разлом, либо позволить ему перейти с одного разлома на другой. В качестве примера приводят истории Fort Tejon (1857) и Wrightwood (1812): в первом случае прорыв остановился на Cajon Pass и не перешёл на San Jacinto, во втором — прорыв прошёл через развязку и затронул обе системы. Такой концепт «землетрясительного ворот» отражает, что узлы работают как регионы отклика на текущие условия напряжённости, которые меняются со временем. (ID источников: 15, 16, 17)

Согласно выводам, связь напряжений между двумя системами разломов может быть ключевой. Если обе системы накаляются до высокого уровня одновременно, условия могут стать более благоприятными для прорыва через Cajon Pass и последующего разлома обеих систем. Если же напряжения поднимаются не синхронно, разлом может застыть на стыке. По модели, оцениваемый текущий уровень стресса на San Jacinto–Bernardino достигает 3.6 МПа, на Mojave South — 2.8 МПа, что указывает на достаточно схожие и необычно высокие уровни стресса в двух сегментах, близких к тем, которые предшествовали прошлым прорывам через обе системы. (ID источников: 20, 21, 22, 23)

Хотя результаты и выглядят тревожно, исследователи подчёркивают: это не прогноз даты нового землетрясения. В условиях высокой деформации невозможно точно определить момент rupture. Модель лишь помогает определить, какие сценарии землетрясения физически правдоподобны с учётом текущего состояния разломной системы. Бурхард добавляет, что работа не предсказывает конкретную дату — она даёт ясную картину диапазона сценариев, полезную для оценки опасности, планирования инфраструктуры и подготовки к ЧС. (ID источников: 31, 32, 33, 34)