Когда тектоническая зона субдукции под Тихоокеанским северо-западом приходит в движение, это происходит весьма драматично.
Землетрясение магнитудой 9 баллов и выше не только вызывает разрушительные колебания земли, но и провоцирует цунами и оползни, что усугубляет ущерб. Новое исследование, опубликованное в журнале Geosphere, предполагает, что «действительно крупное» землетрясение может также вызвать сильное землетрясение в Калифорнии.
Доктор Крис Голдфингер, палеосейсмолог из Университета штата Орегон и ведущий автор нового исследования, говорит: «Сложно преувеличить, каким разрушительным будет землетрясение магнитудой 9 баллов на Тихоокеанском северо-западе. И возможность того, что за ним последует землетрясение на разломе Сан-Андреас, — это как из кино».
Тихоокеанское побережье Соединённых Штатов определяется границами тектонических плит.
К северу от мыса Мендосино в Калифорнии плита Хуан-де-Фука погружается под континент в зоне мегаразлома субдукции, которую геологи называют мегаразломом.
К югу Тихоокеанская и Североамериканская плиты трутся друг о друга, что приводит к периодическим землетрясениям, таким как разрушительное землетрясение в Сан-Франциско в 1906 году.
Перспектива одновременного движения обеих плит меняет представление о сейсмической опасности на западе США.
Исследование началось не с этой цели. На самом деле работа началась из-за навигационной ошибки во время исследовательского круиза в 1999 году.
Изначально планировалось изучить осадочные отложения землетрясений в Каскадии путём бурения кернов и проведения сейсмических исследований на Тихоокеанском северо-западе. Но однажды аспирант ввёл неправильную широту для места ночлега, и буровое судно оказалось слишком далеко на юге. Исследователи покинули зону Каскадии и оказались в 90 километрах к югу от мыса Мендосино — в районе разлома Сан-Андреас.
«Мы оказались у северной Калифорнии, — говорит Голдфингер. — Когда я проснулся, я был в ярости. Но когда мы оказались там, я подумал: „Ну что ж, давайте возьмём керн здесь“».
Когда они исследовали керн, взятый из подводного каньона Нойо у побережья Калифорнии недалеко от Форт-Брэгга, они заметили нечто странное. На протяжении всего керна, уходящего вглубь примерно на 3000 лет, были обнаружены серии турбидитов, или отложений от быстро движущихся подводных оползней, называемых турбидными потоками.
«Там были большие, толстые, песчаные события-двойники, где внизу был мелкозернистый элемент, а сверху — очень крупнозернистый песчаный пласт. И мы просто ломали голову», — говорит Голдфингер.
После того как они использовали радиоуглеродное датирование для определения возраста турбидитных событий вдоль побережья, они обнаружили ещё один сюрприз. В кернах, взятых как к северу, так и к югу от мыса Мендосино, более половины турбидитов были отложены в одно и то же время с погрешностью радиоуглеродного датирования. Исследователи посчитали, что это слишком много совпадений и должно быть вызвано общей причиной.
После исключения других возможных объяснений они пришли к выводу, что первый пласт каждого двойника в каньоне Нойо был турбидным потоком, вызванным сильным землетрясением на мегаразломе Каскадия. Второй пласт двойника, должно быть, был вызван движением вблизи разлома Сан-Андреас.
«Лампочка загорелась, и мы поняли, что канал Нойо, вероятно, фиксирует землетрясения в Каскадии, и что на аналогичном расстоянии места в Каскадии, вероятно, фиксируют землетрясения на разломе Сан-Андреас, — говорит Голдфингер. — Ну что, если? Что, если Каскадия сработает и вызовет слабый турбидный поток вблизи разлома Сан-Андреас, а затем разлом Сан-Андреас сработает некоторое время спустя и вызовет очень крупнозернистый песчаный пласт, который сойдёт вниз. Это создаст такую перевёрнутую стратиграфию двойников».
Временной интервал между землетрясениями не определён, так как верхний турбидит мог смыть отложения между двойниками. Но в некоторых турбидитных отложениях исследователи обнаружили доказательства того, что второй пласт двойника был отложен в течение нескольких минут или часов после первого, что повышает вероятность того, что почти всё Тихоокеанское побережье США может испытать сильное землетрясение почти одновременно.
Потенциальные последствия такой серии землетрясений поднимают вопросы о готовности к такого рода угрозам для жизни людей и инфраструктуры.
«Я родом из района залива, — говорит Голдфингер. — Если бы я был в своём родном городе Пало-Альто, и Каскадия сработала, я бы поехал на восток. Мне кажется, что риск того, что Сан-Андреас сработает следующим, очень высок».