В поисках городских разломов
Джилл Кенни, ныне на пенсии геолог и геоморфолог, десятилетиями задавалась вопросом о форме ландшафта своего родного города Тамаки Макаурау (Окленд), Новая Зеландия. Окленд, крупнейший городской район страны, расположен на усеянном вулканами перешейке на Северном острове. Помимо очевидных вулканических насыпей, почему город имеет именно такую форму?
Кенни заметила похожие плоские, эрозированные поверхности на разной высоте над уровнем моря и однажды в 2004 году её осенило: возможно, эти поверхности находятся на разной высоте из-за того, что они были смещены разломами. В других местах учёные могут проследить эхо разломов в ландшафте или через сейсмические данные, но в Окленде мало землетрясений, и он покрыт смесью небольших потоков лавы и пепельных отложений, а также современной бетонной джунглей.
Были ли под городом скрытые разломы, и могли ли какие-либо из них быть активными?
Проект «Страсть»
В течение многих лет Кенни изучала бумажные и цифровые записи, в которых подробно описаны данные, полученные из скважин, пробуренных через лаву и в подстилающие Окленд осадочные породы. Скважины были частью геотехнических исследований, проводимых в целях строительства, и в результате было получено в общей сложности 2000 журналов.
В этих записях были обнаружены слои песчаника и аргиллита миоценовой эпохи, называемые группой Вайтамата. Вершина этого слоя, которая подверглась эрозии между 15 миллионами и 5 миллионами лет назад, является «единственным потенциальным маркерным горизонтом, который можно проследить с какой-либо уверенностью по всему региону Окленда», — написали Кенни и вулканолог из Университета Окленда Ян Линдсей в статье 2012 года, описывающей исследования скважин. Это исследование выявило ряд ранее скрытых разломов под Оклендом, на что указывают соседние скважины, показывающие, что поверхность внезапно поднимается или опускается вдоль согласованной линии.
С годами, после публикации статьи Кенни и Линдсея в 2012 году, данные о скважинах в Окленде размножились. Журналы, которые когда-то строго охранялись компаниями и организациями, были объединены в Новозеландскую геотехническую базу данных.
«Каждый маленький кусочек дополнительной информации добавляет к общей картине пазла», — сказал Линдсей.
Теперь, в новом исследовании, опубликованном в «Новозеландском журнале геологии и геофизики», Кенни, Линдсей и их коллеги использовали информацию из 8200 скважин в дополнение к новым данным дистанционного зондирования и геофизическим данным, чтобы представить пересмотренную модель разломов после миоцена в регионе Окленда. Модель включает в себя новую геопространственную базу данных, карты разломов и предлагаемую стандартную методологию классификации скрытых городских разломов. Исследование определяет 10 вероятных и 25 возможных разломов в регионе и стирает некоторые разломы, которые десятилетиями ошибочно распространялись в литературе.
Джилл Кенни и её коллеги изучили данные из 8000 городских скважин, чтобы определить 10 вероятных и 25 возможных разломов под Оклендом.
Поиск разломов в городе
Хотя землетрясения являются одной из самых смертоносных угроз для городских районов, города — это сложные места для поиска разломов, сказал Николас Харрихаузен, который изучает деформацию земной коры в Университете Аляски в Анкоридже, но не участвовал в новозеландском исследовании. Смещение поверхности может составлять всего несколько метров, и когда построен торговый центр, дорога, высотное здание или дом, доказательства разлома стираются.
Ещё одна проблема — доступ. «Скажем, вы найдёте что-то интересное — вы не можете пойти копать траншею в чьем-нибудь дворе или перекрыть улицу во имя поиска потенциального разлома», — сказал Харрихаузен, который недавно обнаружил активный разлом в городе Виктория на острове Ванкувер, Канада.
Наконец, сейсмическая разведка — один из наиболее распространённых методов поиска разломов, а города — это просто сейсмически шумные места. Вибрации от строительства и автомагистралей постоянно мешают сейсмическим сигналам. Некоторые города ограничивают или даже запрещают сейсмические исследования по экологическим причинам.
Однако у городов есть некоторые преимущества по сравнению с такими местами, как чрезвычайно удалённый аляскинский разлом, который он сейчас изучает, сказал Харрихаузен: люди уже роют множество ям.
Новая база данных о скважинах в Окленде — отличная отправная точка для исследований геоморфологии региона, сказал Харрихаузен, но из-за древнего возраста маркерного горизонта «для сейсмической опасности это просто своего рода базовый уровень». Соединённые Штаты считают разлом активным, если он был разорван за последние 12 000 лет. В Новой Зеландии — за 125 000 лет. Пока что разломы, идентифицированные Кенни и Линдсеем, можно датировать только прошлым 5 миллионами лет или около того.
«Возможно, ни один из предложенных разломов Окленда не является активным», — признал Линдсей. «Но нам нужно лучше понимать наши разломы и их активность, чтобы определить наш реальный сейсмический риск».
Исследование выявило несколько интересных кандидатов для дальнейшего изучения, сказала она, включая один разлом недалеко от полуострова, в пригороде Баклэндс-Бич, где данные смещения из скважин совпадают с видимым уступом через поле для гольфа. «Если бы я изучал разломы в Окленде, я бы начал именно с этого», — сказал Харрихаузен.
Где магма встречается с разломом
Даже если ни один из разломов Окленда не окажется активным, для Линдсея, вулканолога, возглавляющего междисциплинарный проект «Определение вулканического риска в Окленде», карты разломов и базы данных также являются отправной точкой для другого направления исследований, имеющего значительные последствия для жителей города.
«Нам нужно знать как можно больше о камнях у нас под ногами».
Новые карты показывают, что вулканы региона постоянно извергались вблизи разломов и связанных с ними структур, но не прямо вдоль них. «Вулканологи не пришли к единому мнению относительно того, предпочитает ли магма двигаться вдоль разломов или между ними», — сказал Линдсей. Похоже, существует некоторая связь между структурной тканью региона и его вулканизмом, написали она и её соавторы.
«Чтобы лучше понять действующие вулканы в Окленде, нам нужно знать, как выглядит подземная структура, — сказал Линдсей. — Нам нужно знать структуру, нам нужно знать, где находятся разломы — нам нужно знать как можно больше о камнях у нас под ногами».
— Кейт Эванс (@kategevans.bsky.social), научный писатель
Citation: Evans, K. (2025), “Passion project” reveals Auckland’s hidden urban faults, Eos, 106, https://doi.org/10.1029/2025EO250354. Published on 23 September 2025.
Text © 2025. The authors. CC BY-NC-ND 3.0.