Геологи изучили землетрясения, вызываемые озёрными водами

Как узнать, что находится внутри Земли? Планету не засунешь в МРТ-сканер, даже в самый продвинутый. И даже самая глубокая скважина на Земле, пробуренная, кстати, в нашей стране, имеет глубину лишь немногим более 12 километров. Основное препятствие здесь – даже не твёрдость пород, а повышение температуры с глубиной. И самые тугоплавкие материалы в конце концов теряют прочность под её воздействием.

Это заставляет учёных пробираться к жерлам вулканов, рискуя своими жизнями. Но и астеносфера, питающая огнедышащие горы, не простирается глубже 250 километров, а между тем радиус Земли – 6400 километров. И, кстати, образцы вещества меняют свои свойства по дороге на поверхность. Это относится и к вулканам, и к скважинам.

Остаются косвенные методы. Геомагнитные исследования, измерения гравитационного поля и, конечно, сейсмология. Сейсмические волны – это не только разрушительные землетрясения с неожиданными последствиями. Для земной коры они являются чем-то вроде УЗИ, поскольку в породах разной плотности скорость таких волн различна.

Такое "просвечивание" поставляет информацию как о глобальном строении Земли, так и о локальной геологии на небольших глубинах. Поэтому человечество давно уже научилось вызывать их искусственно, например, для разведки месторождений нефти и газа.

Но с рукотворными землетрясениями не всё так просто. Во-первых, чтобы вызвать мощную волну, и энергии надо потратить много. Во-вторых, можно трясти землю в своё удовольствие где-нибудь в тайге, но посреди города всё гораздо сложнее.

Поэтому геологи нуждаются в естественных источниках сейсмических шумов. Давно известно, что в прибрежной полосе одним из таких "генераторов" являются морские волны. Волнение моря вызывает вибрацию дна, которую улавливают чувствительные сейсмографы.

Не так давно было обнаружено, что то же самое происходит и на крупных озёрах. Но информации об этом явлении пока крайне мало. Новое исследование проливает свет на свойства "озёрных генераторов".

Команда геологов во главе с Янем Сюй (Yan Xu) из Университета Юньнани изучила шесть разных озёр площадью от 210 до 27000 квадратных километров. Исследованные водоёмы располагаются в США, Канаде и Китае.

Учёные выяснили, что волны на воде, вызванные ветром, вызывают колебания грунта с разными периодами, но больше всего энергии приходится на период около одной секунды. Эти сигналы очень слабы, но, обработав данные за большой период времени, можно получить устойчивую картину. Правда, "просвечивается" только прилегающая к озеру зона, в пределах 25–30 километров от берега. Детали взаимодействия дна и озёрных вод ещё обсуждаются, есть несколько конкурирующих гипотез.

Исследователи полагают, что в будущем подобные измерения можно будет использовать, чтобы выяснить, когда озеро замерзает, а когда с него сходит лёд. Действительно, волны вызываются ветром, а под слоем льда ветра нет.

Такая информация важна для контроля климата в отдалённых районах. Поставить на берегу глухого таёжного озера автоматический сейсмограф проще и дешевле, чем поставить там же избушку для наблюдателя. Такие измерения могут дополнять информацию со спутников.

Есть у "озёрных землетрясений" и другое применение. Показывая реакцию местных пород на сейсмические волны, они помогут оценить уровень сейсмической опасности. Ведь он зависит не только от того, какая мощность подземных толчков возможна в данной местности, но и от того, как на эти толчки отзываются верхние слои земной коры.

Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research.

Человечество давно ищет способы справиться с "дрожью земли". Есть даже проекты по "разрядке" опасных очагов, когда сейсмическое напряжение не успевает накопиться и вылиться в разрушающий города катаклизм, потому что регулярно снимается в небольшом искусственно вызванном землетрясении. Но пока более актуальная задача прогноза этих стихийных бедствий, оповещения населения и строительства сейсмостойких сооружений. К слову, недавно мы писали о способе повысить сейсмоустойчивость уже построенных зданий.