Почему землетрясение 1946 года породило гигантское цунами - учёные ищут ответ

Первого апреля 1946 года у берегов Аляски произошло землетрясение, которое оставило сейсмологам загадку на следующие восемь десятилетий. Сегодня его магнитуду оценивают примерно в 8,6 — это огромное землетрясение, но возникшее после него цунами оказалось необычайно мощным даже для события такого масштаба. На острове Унимак вода поднялась до высоты около 42 метров, был уничтожен маяк Scotch Cap, а волны пересекли Тихий океан и обрушились на Гавайи. В Хило погибли 159 человек. Следы цунами регистрировали далеко за пределами северной части Тихого океана, вплоть до Антарктики.

Почему землетрясение породило настолько огромную волну, окончательно не установлено до сих пор. Событие 1946 года стало одним из классических примеров так называемого tsunami earthquake — особого типа землетрясений, при которых цунами оказывается значительно сильнее, чем можно было бы ожидать по характеру наблюдаемых сейсмических колебаний. Одно из объяснений связано с необычно медленным распространением разрыва вдоль границы тектонических плит. Другая гипотеза предполагает дополнительное движение морского дна или подводный оползень. Возможно, катастрофа возникла благодаря сочетанию сразу нескольких механизмов.

Теперь исследователи Университета штата Мичиган совместно с коллегами из Гавайского университета собираются буквально прислушаться к этому участку планеты. Команда геофизика Сунцяо Шона Вэя изучает Алеутскую зону субдукции, где Тихоокеанская плита погружается под Североамериканскую. На дне океана будут размещены сейсмометры, способные месяцами регистрировать мельчайшие колебания земной коры. Следующая исследовательская экспедиция запланирована на 2028 год, а приборы предполагается оставить под водой примерно на 15 месяцев.

Задача значительно сложнее обычных наблюдений на суше. Наземную сейсмическую станцию можно снабдить солнечными батареями и постоянно определять её положение и время через спутниковые системы. На большой глубине нет ни солнечного света, ни GPS. Донный прибор должен автономно работать больше года, поэтому ему необходимы собственные батареи и исключительно точные часы. Перед установкой исследователи картируют морское дно и выбирают ровные участки без крупных камней, после чего специальная система позволяет аппарату медленно опуститься на дно.

Каждый такой датчик превращается в своеобразный стетоскоп планеты. Он записывает колебания от землетрясений, движения разломов и другие сейсмические сигналы. Когда приборы поднимут обратно на корабль, накопленные данные позволят исследователям реконструировать структуру глубинных слоёв. Принцип отчасти напоминает медицинскую томографию: волны проходят через разные материалы с различной скоростью, поэтому по характеру их распространения можно судить о строении среды, которую невозможно увидеть непосредственно.

Особенно интересует геофизиков вода, находящаяся глубоко внутри зоны субдукции. Она способна изменять механические свойства пород и влиять на трение между соприкасающимися плитами. Именно от таких условий может зависеть, остановится ли возникший разрыв после небольшого смещения или продолжит распространяться, превращаясь в крупное землетрясение. Для побережий вокруг Тихого океана разница принципиальна: резкое вертикальное смещение большой площади морского дна способно вытолкнуть огромную массу воды и породить цунами.

Есть и ещё один подозреваемый — медленные землетрясения. Иногда участки разлома перемещаются не за секунды, а в течение дней или даже недель. Энергия при этом высвобождается настолько постепенно, что человек может вообще ничего не почувствовать. Такие события были открыты сравнительно недавно благодаря развитию высокоточной сейсмологии. Вэй хочет выяснить, почему они концентрируются в определённых частях Алеутской зоны и могут ли особенности медленного скольжения помочь понять необычное событие 1946 года.

Предыдущие исследования уже обнаружили на морском дне структуры, способные дополнить картину катастрофы. Геофизические данные указывают на систему разломов и следы крупного подводного смещения, которое потенциально могло усилить локальное цунами. Однако единой модели, объясняющей одновременно огромную высоту воды возле Унимака и распространение разрушительной волны через Тихий океан, пока нет. Именно поэтому современные измерения поведения границы плит так важны: прошлое непосредственно записать невозможно, зато можно понять физику места, где оно произошло.

Новые приборы, конечно, не позволят предсказывать точную дату следующего землетрясения. Современная сейсмология этого делать не умеет. Но между предсказанием конкретного события и оценкой опасности существует огромная разница. Зная устройство разлома, характер накопления напряжений и свойства пород, исследователи могут точнее определить вероятность сильных землетрясений и цунами. Такие данные впоследствии используются при составлении карт сейсмического риска, проектировании инфраструктуры и разработке строительных норм.

История 1946 года напоминает, почему подобные исследования необходимы. Землетрясение происходит глубоко под океаном и длится считанные минуты, а последствия способны через несколько часов достигнуть берегов за тысячи километров. Спустя 80 лет одна из крупнейших тихоокеанских катастроф всё ещё задаёт фундаментальный вопрос: почему одни разрывы земной коры заканчиваются относительно обычным землетрясением, тогда как другие приводят в движение целый океан? Чтобы приблизиться к ответу, учёным придётся оставить лабораторию на суше и разместить свои приборы непосредственно над одной из самых беспокойных границ тектонических плит Земли.