Раскрыт источник загадочного цунами, возникшего "из ниоткуда" в 2021 году

Учёные обнаружили источник таинственного цунами, которое прокатилось по океанам земного шара в 2021 году.

В августе 2021 года недалеко от Южных Сандвичевых островов произошло землетрясение магнитудой 7,5, породившее мощное цунами.

Исследователей заинтересовало две странности. Во-первых, эпицентр землетрясения находился на глубине 47 километров — считалось, что из-за сотрясений земной коры на такой глубине не возникает цунами. А во-вторых, длина геологического разрыва в этом месте составила почти 400 километров, что должно было вызвать гораздо более сильное землетрясение.

Сейсмологи были озадачены и стремились понять, что же на самом деле произошло в тот день в глубинах Южной Атлантики.

Новое исследование показало, что землетрясение было не единичным событием, а пятью, то есть серией субземлетрясений, растянувшихся на несколько минут.

Третье субземлетрясение было более медленным, с магнитудой 8,2, и произошло оно всего в 15 километрах от поверхности. Это необычное "скрытое" землетрясение, вероятно, и стало причиной глобального цунами.

По словам ведущего автора исследования Чжэ Цзя (Zhe Jia), сейсмолога из Калифорнийского технологического института, поскольку землетрясение на Южных Сандвичевых островах состояло из нескольких субземлетрясений, поэтому его сейсмический сигнал было трудно интерпретировать.

Землетрясение магнитудой 8,2 спряталось в "клубке" сейсмических волн, которые накладывались друг на друга.

Сигнал скрытого землетрясения не был чётким, пока Цзя не отфильтровал волны в течение более длительного периода — до 500 секунд.

Только тогда проявились данные о 200-секундном землетрясении, на которое пришлось более 70% энергии, высвобожденной во время землетрясения.

Как показало землетрясение на Южных Сандвичевых островах, прогноз серьёзности "многокомпонентных" землетрясений может оказаться трудной задачей.

Геологическая служба США первоначально сообщила о землетрясении магнитудой 7,5 и только на следующий день добавила событие магнитудой 8,2, поскольку неожиданное цунами накрыло берега на расстоянии до 10 тысяч километров от места его возникновения.

Поясним, в чём, по мнению Цзя и коллег, состоит проблема. Когда происходит землетрясение, оно отправляет сейсмоволны через Землю. Глобальная сеть сейсмометров использует эти сейсмические волны для точного определения времени, местоположения, глубины и магнитуды землетрясения.

Цзя отмечает, что обычно такой мониторинг фокусируется на коротких и средних периодах колебаний, а более длинные периоды могут исключаться из анализа.

Но даже включение длительных периодов времени в мониторинг само по себе недостаточно для обнаружения сложных землетрясений с беспорядочными сейсмическими сигналами.

Простое землетрясение можно легко определить и описать, добавляют учёные. Но комплексное нужно тщательно разбить на составные части, чтобы выяснить, какая уникальная комбинация более простых землетрясений образовала наблюдаемое сложное. (Разбор, как в случае события 2021 года, важен, чтобы оценить последствия.)

Чтобы помочь коллегам, Цзя и его команда разработали алгоритм, позволяющий отделять сейсмические сигналы во время этих беспорядочных землетрясений. Путём разложения сложных сигналов землетрясений на более простые формы с использованием волн разной длительности (от 20 до 500 секунд) алгоритм может определять местоположение и свойства различных субземлетрясений.

"Нам нужно переосмыслить наш способ снижения опасности землетрясений и цунами. Для этого нам нужно уметь быстро и точно охарактеризовать истинный размер сильных землетрясений, а также сопутствующие им физические процессы", — добавил Цзя.

Поскольку этот тип землетрясений может привести к неожиданному цунами, очень важно улучшить сейсмологические прогнозы.

Долгосрочная цель авторов работы состоит в том, чтобы автоматизировать обнаружение таких сложных землетрясений.

Что касается землетрясения 2021 года, к тому времени, когда цунами достигло берегов, оно уже было небольшим, да и большинство постоянных жителей отдалённых вулканических островов — это пингвины. Но сложные землетрясения могут представлять значительную опасность, если они вызывают более крупные цунами или ударяют по густонаселённому региону мира.

Исследование было опубликовано в научном журнале Geophysical Research Letters.