Сейсмологи выяснили, что волны японского землетрясения отразились от ядра планеты
Пять миллиметров, которые потрясли науку: как землетрясение 2011 года сдвинуло страну через центр Земли
Тринадцать минут. Именно столько понадобилось сейсмической волне, чтобы нырнуть на глубину почти шесть тысяч километров, удариться о ядро Земли, отскочить от него и вернуться к поверхности. А потом — сдвинуть целую страну. Такой вывод сделала группа геофизиков из США и Франции. Работа опубликована в журнале Science.
Исследователи под руководством доцента Чикагского университета Пак Сонъен проанализировали данные тысяч сейсмостанций и сотен высокоточных GPS-датчиков. Всё это хозяйство работало в Японии в марте 2011 года, когда у берегов острова Хонсю грянуло самое мощное землетрясение в истории страны — магнитудой 9,0.
Обычно сейсмические волны затухают, пробежав несколько сотен километров. Но не в этот раз. Через 13 минут после главного толчка приборы зафиксировали нечто странное: с запада на восток покатилась сдвиговая волна — редкий тип колебаний, который обычно не возникает так далеко от эпицентра. Почти одновременно вся Япония сместилась на восток на 5–6 миллиметров. Не много по меркам геологии, но сам факт удивил учёных.
— Такое ощущение, что волна нырнула в мантию, долетела до ядра, отразилась и вернулась, — так пересказывают выводы авторов в научных кругах.
Сейсмическая энергия, добравшись до границы между мантией и внешним ядром (глубина около 2900 километров), не рассеялась, а рикошетом ударила обратно. Когда она вернулась к поверхности, то задела границы тектонических плит — Тихоокеанской, Охотской, Евразийской. Те резко дёрнулись, потянув за собой всю сушу.
До сих пор такой механизм запуска сильных землетрясений — через отражение волн от ядра — не рассматривался. Сейсмологи привыкли считать, что толчки порождаются трением плит на глубине десятков километров, а не отражённым эхом из центра планеты.
Что это даёт
Авторы работы считают: если их гипотеза верна, придётся пересмотреть модели прогноза сейсмической опасности. Оказывается, землетрясение может «зарядиться» энергией не только от локального разрыва, но и от дальней волны, которая пришла из глубин. Раньше такие сценарии не учитывали при расчётах рисков для стран Тихоокеанского огненного кольца — Японии, Индонезии, Чили.
Сами по себе пять миллиметров смещения — ничто. Но они — маркер того, что происходит внутри планеты. Понимание этого процесса может помочь точнее предсказывать, где и когда ударит следующая катастрофа.
Трагедия, с которой всё началось
Само землетрясение 11 марта 2011 года унесло почти 16 тысяч жизней. Цунами высотой до 40 метров стёрло с лица земли прибрежные города. Затем последовала авария на АЭС «Фукусима-1» — расплавление ядерного топлива, взрывы водорода и радиоактивное заражение. Более 2500 человек до сих пор числятся пропавшими без вести.
Теперь к этому списку потерь добавился ещё один пункт — привычная картина движения плит, которую учёные считали незыблемой. Выяснилось: ядро Земли — не просто пассивный шар внутри. Оно способно отражать энергию обратно, словно зеркало. И то, что мы считали локальным толчком, на самом деле может быть эхом планетарного масштаба.
Исследование Пак Сонъен и её коллег — это пока гипотеза. Но если она подтвердится, сейсмологам придётся учиться слушать не только поверхность, но и то, что происходит на глубине почти 6000 километров. Потому что иногда, чтобы понять землетрясение, надо заглянуть в самое сердце Земли.