През август 2021 г. земетресение с магнитуд 7,5 по Рихтер се случило недалече до Южните Сандвичеви острови, генерирайки мощно цунами. Изследователите се заинтересували от две странности. Първо, епицентърът на земетресението бил на дълбочина 47 километра - смятало се, че при трусове в земната кора на такава дълбочина не възниква цунами. И второ, дължината на геоложкия разлом на това място била почти 400 километра, което трябвало да предизвика много по-силно земетресение.
Сеизмолозите били озадачени и се опитали да разберат какво наистина се е случило онзи ден в дълбините на Южния Атлантик. Ново изследване е установило, че земетресението не е било единично събитие, а пет, тоест поредица от субземетресения, които се разтегнали на няколко минути. Третото субземетресение било по-бавно, с магнитуд 8,2, и се случило само на 15 километра от повърхността. Това необичайно „скрито“ земетресение вероятно е станало причина за глобалното цунами.
Тъй като земетресението на Южните Сандвичеви острови се е състояло от няколко субземетресения, неговият сеизмичен сигнал бил труден за интерпретация, казват сеизмолозите от Калифорнийския технологичен институт.
Земетресението с магнитуд 8,2 се скрило в "плетеницата" от сеизмични вълни, които се припокривали една друга. Сигналът за скритото земетресение не бил ясен, докато учените не филтрирали вълните за по-дълъг период - до 500 секунди. Едва тогава се появили данни за 200-секундно земетресение, на което се падали над 70% от енергията, освободена по време на труса.
Както показало земетресението на Южните Сандвичеви острови, прогнозирането на тежестта на „многокомпонентните“ земетресения може да бъде трудна задача.
Първоначално Геоложката служба на САЩ (USGS) съобщила за земетресение с магнитуд 7,5 и чак на следващия ден добавила събитие с магнитуд 8,2, тъй като неочаквано цунами ударило бреговете на разстояние до 10 000 километра от неговото възникване.
Изображение: Zhe Jia and AGU
Когато се случи земетресение, то изпраща сеизмични вълни през Земята. Глобалната мрежа от сеизмометри използва тези сеизмични вълни, за да определи точно времето, местоположението, дълбочината и магнитуда на земетресението. Учените отбелязват, че обикновено такъв мониторинг се фокусира върху кратките и средните периоди на колебания, а по-дългите периоди може да бъдат изключени от анализа.
Но дори включването на дълги периоди от време в мониторинга само по себе си не е достатъчно за откриване на сложни земетресения с хаотични сеизмични сигнали. Просто земетресение може лесно да бъде идентифицирано и описано, добавят учените. Но комплексното трябва внимателно да бъде разбито на съставните му части, за да се установи каква уникална комбинация от по-прости земетресения е образувала наблюдавания комплекс. (Разборът, както в случая със събитието от 2021 г., е важен при оценката на последствията.)
За да помогнат на колегите си, учените от Калифорнийския технологичен институт разработили алгоритъм за разделяне на сеизмични сигнали по време на тези хаотични земетресения. Чрез разлагане на сложните сигнали за земетресения в по-прости форми с помощта на вълни с различна продължителност (от 20 до 500 секунди), алгоритъмът може да определи местоположението и свойствата на различни субземетресения.
"Трябва да преосмислим начина за снижаване на опасността от земетресения и цунами. За да направим това, трябва да можем бързо и точно да характеризираме истинския размер на силните земетресения, както и съпътстващите ги физически процеси", отбелязват сеизмолозите.
Тъй като този вид земетресение може да доведе до неочаквани цунами, е много важно да се подобрят сеизмологичните прогнози. Дългосрочната цел на авторите на работата е да автоматизират откриването на такива сложни земетресения.
Що се отнася до земетресението от 2021 г., по времето, когато цунамито е ударило бреговете, то вече не е било голямо, а повечето от постоянните жители на отдалечените вулканични острови са пингвини. Но сложните земетресения могат да представляват значителна опасност, ако причинят по-големи цунами или ударят гъсто населен регион на света.
Изследването е публикувано в научното списание Geophysical Research Letters.
