В прорывном исследовании, опубликованном в журнале Science Advances (2025), учёные обнаружили удивительный и необычный процесс, происходящий глубоко под Тихоокеанским северо-западом. Впервые было замечено, что зона субдукции — регион, где одна тектоническая плита скользит под другой — начинает распадаться. Это важное наблюдение, часть эксперимента по сейсмической визуализации Каскадии 2021 года, даёт бесценное представление о том, как развиваются тектонические плиты и какие сложности вызывают масштабные геологические события.
Тайна зоны субдукции Каскадия
Зоны субдукции играют ключевую роль в динамической геологии Земли. Эти регионы ответственны за формирование горных хребтов, активизацию вулканической деятельности и возникновение одних из самых разрушительных землетрясений и цунами в истории. В основе этих зон лежит тектоническая плита — обычно океаническая — которая погружается под другую плиту. Этот процесс погружения подобен неудержимому грузовому поезду, движимому гравитацией. Однако для остановки этого движения требуется драматическое событие. В случае Тихоокеанского северо-запада учёные стали свидетелями этого события в реальном времени, зафиксировав, как зона субдукции начала распадаться.
Исследовательская группа использовала метод сейсмической отражательной съёмки, который работает аналогично ультразвуку, для изучения морского дна. Сочетая этот метод с подробными записями землетрясений, они создали картину внутренней структуры плиты с высоким разрешением. Результаты были поразительными: вместо единичного катастрофического сбоя плита постепенно разрушается поэтапно, раскалываясь на более мелкие блоки. Каждый блок отсоединяется последовательно, подобно медленному сходу с рельсов, где один кусок отсоединяется, прежде чем последует другой.
Тектоническое крушение Каскадии: пошаговая разборка
Во время эксперимента 2021 года исследователи на борту исследовательского судна Marcus G. Langseth направили контролируемые звуковые импульсы глубоко в океанское дно, прослушивая эхо с помощью 9,3-мильной (15-километровой) гирлянды гидрофонов. Это позволило им создать поперечные сечения разломов и трещин, которые лежат под морским дном на много миль. Эти изображения выявили множественные трещины, пронизывающие плиту Хуан-де-Фука, с одним крупным разрывом, указывающим на падение примерно на 5 километров в погружающейся плите.
Это открытие опровергает традиционное представление о зонах субдукции, где тектоническая плита, как считается, движется вниз одним драматическим сдвигом. Наблюдения показывают, что зоны субдукции испытывают серию прерывистых сбоев, каждый из которых вызывает постепенную потерю импульса. Со временем эти эпизодические события могут способствовать полному отключению зоны субдукции, но этот процесс разворачивается в течение миллионов лет — слишком медленно, чтобы большинство людей могли это заметить.
Сейсмическое затишье: спокойствие после разрыва
Удивительным результатом исследования стало исчезновение сейсмической активности на некоторых участках разломанной плиты. Землетрясения — обычное явление в зонах субдукции, где океаническая плита трётся и дёргается о лежащую над ней плиту. Однако в некоторых районах погружающейся плиты Хуан-де-Фука землетрясения полностью прекратились. Отсутствие сейсмической активности является ключевым индикатором того, что регион уже претерпел значительный разрыв.
Интересно, что это неоднородный процесс. Некоторые участки плиты продолжают генерировать небольшие толчки, в то время как другие остаются пугающе тихими, сигнализируя о том, что каждый сегмент плиты разрушается в своём собственном темпе. Как только участок полностью отсоединяется, породы в этой области больше не связаны, а значит, энергии, необходимой для землетрясений, больше нет.
Переосмысление риска землетрясений в Тихоокеанском северо-западе
Вопрос, который волнует всех: означает ли это «умирание» зоны субдукции снижение риска для Тихоокеанского северо-запада? Ответ неоднозначен. Хотя продолжающаяся фрагментация зоны субдукции усложняет сейсмический ландшафт региона, она не устраняет риск возникновения крупных землетрясений или цунами. Напротив, это может дать новое понимание поведения зоны, особенно в том, как разрывы могут прыгать или останавливаться, и где может накапливаться напряжение.
Несмотря на то что геологические процессы происходят в течение миллионов лет, опасности, связанные с зоной субдукции Каскадия, остаются вполне реальными. Недавние открытия не меняют существенно долгосрочный риск катастрофических событий, но уточняют наше понимание того, где и как эти события могут произойти. Теперь можно разработать более совершенные модели опасностей, позволяющие учёным прогнозировать вероятность землетрясений с большей точностью.