Как описано в последнем выпуске Geophysical Journal International, группа ученых из Немецкого исследовательского центра геонаук GFZ смогла показать, что с помощью недавно разработанного томографического подхода можно нанести на карту сложные структуры скоростей поперечных волн почти в реальном времени.
Метод основан на записях и анализе окружающего сейсмического шума. «Мы используем небольшие колебания грунта с малозаметной амплитудой, а также антропогенные колебания грунта», — объясняет Марко Пильц, ученый из GFZ. «С помощью этих небольших сигналов мы можем получить подробные изображения мелкой сейсмической скоростной структуры.«В частности, изображения и изменения скорости под землей из-за землетрясений и оползней можно получить практически в реальном времени.
«Новым в нашем методе является прямой расчет скорости поперечной волны.
Более того, мы работаем на местном, мелкомасштабном уровне — по сравнению со многими другими исследованиями », — продолжает Марко Пильц.
Этот метод уже успешно применяется: многим регионам Центральной Азии угрожают оползни. Поскольку скорость поперечной волны обычно значительно падает перед оползневым оползнем, этот метод дает возможность отслеживать изменения в подверженных оползням областях почти в реальном времени.
Дальнейшее приложение может быть использовано при исследовании землетрясений. Авторам удалось нанести на карту подробную структуру участка Иссык-Атинского разлома в Кыргызстане, который проходит вдоль южной границы столицы Бишкека, с населением около. 900.000 жителей.
Они показали, что вблизи поверхности нанесенного на карту разреза можно наблюдать расщепление на две разные небольшие ветви разломов. Это может повлиять на скорость расширения или, в конечном итоге, на остановку распространения основного разлома.
Центральная Азия находится под большой сейсмической угрозой; сопутствующие процессы и риски исследуются Центрально-Азиатским институтом прикладных наук о Земле (ЦАИИЗ) в Бишкеке, совместным учреждением, созданным GFZ и правительством Кыргызстана.
Почему происходят эти землетрясения?
Памир и Тянь-Шань — результат крушения двух континентальных плит: столкновение Индии и Евразии приводит к возникновению высоких горных хребтов. Этот процесс продолжается и сегодня и вызывает разрушение земной коры, следствием чего являются землетрясения.
Вторая группа ученых GFZ вместе с коллегами из Таджикистана и ЦАИИЗ исследовала тектонический процесс столкновения в этом регионе. Они впервые смогли изобразить континентальную кору, опускающуюся в мантию Земли. В научном журнале Earth and Planetary Sciences Letters ученые сообщают, что субдукция континентальной коры до настоящего времени никогда непосредственно не наблюдалась.
Для получения изображений ученые применили специальный сейсмологический метод (так называемый анализ функций приемника) на сейсмограммах, собранных в ходе двухлетнего полевого эксперимента в районе Тянь-Шаня-Памира-Гиндукуша. Здесь столкновение Индийской и Евразийской плит представляет собой экстремальное измерение.
«Эти экстремальные условия приводят к тому, что нижняя кора Евразии погружается в мантию Земли», — объясняет Феликс Шнайдер из Немецкого исследовательского центра геофизических исследований GFZ."Такая субдукция обычно наблюдается во время столкновения океанской коры с континентальной корой, поскольку дно океана тяжелее, чем континентальная порода."
Находки на поверхности метаморфических пород, которые, должно быть, образовались из-за сверхвысоких давлений глубоко в мантии Земли, также свидетельствуют о субдукции континентальной коры в регионе Памира.
Кроме того, возникает вопрос, чем можно объяснить возникновение многочисленных землетрясений на необычных глубинах до 300 км в верхней каминной полке?. Однако, наблюдая за субдуцирующей частью нижней части евразийской коры, эту загадку можно было решить.