Неспокойная жизнь над разломом Сан-Андреас

                Загадки тектонического разлома Сан-Андреас
В плане суперактивности земных недр с Калифорнией, как известно, мало кто может сравниться. Печально известный разлом Сан-Андреас, разрезавший штат на две части, протянулся на 1300 километров – от мексиканской границы до бухты Сан-Франциско. Он рассекает всю толщу земной коры, уходя вглубь ее на 25 км. Это самый беспокойный и самый активный разлом на планете. Слабые (не воспринимаемые человеком) землетрясения здесь происходят круглый год, тысячами, а максимальные всплески – где-то раз в столетие. В 80-х годах академик Андрей Сахаров даже предложил американцам радикальный метод - разрядить напряжение калифорнийского разлома... термоядерным взрывом.
                Участь Атлантиды не исключается
О том, чтобы успокоить Сан-Андреас, не может быть и речи, поскольку он сопряжен с еще более масштабными процесами – движением гигантских литосферных плит, одна из которых подстилает Северную Америку, а другая – Тихий океан. Причем плиты движутся в противоположных направлениях относительно друг друга.
Скорость, с которой Западная оконечность Калифорнии, между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом, смещается на север, может показаться ничтожной – всего 2 см в год. Но если представить, что прямо на разломе мы построили дом, то в первый же год его разорвет пополам – лопнут стены, крыша, фундамент, а за 10 лет половинки дома отойдут друг от друга на 20 см, и в образовавшуюся щель можно будет просунуть не только руку, но и голову. За 50 лет этот просвет увеличится до одного метра.
Исследовав грунт и скальные породы, геологи пришли к заключению, что за исторически обозримое прошлое береговая часть Калифорнии сместилась с юго-востока на северо-запад на 300 миль. За миллионы лет те же процессы оторвали от материка часть суши, заполнив образовавшуюся щель океанской водой. Именно так возник на нынешней территории Мексики узкий и длинный Калифорнийский залив-трещина и такой же узкий и длинный полуостров Калифорния.
Процесс продолжается и по сей день. Продвигаясь вверх по разлому, когда-нибудь – может через миллионы, а может и через десятки лет – эта щель превратит западную часть Калифорнии в остров... или в Атлантиду. Местами, в основном посреди безводных пустынь, в частности на равнине Карризо, в 160 км к северу от Лос-Анжелеса, результаты подземной деятельности отпечатались на поверхности – в виде длинных швов с метр шириной, а то и провалов.
Подвижки литосферных плит непредсказуемы и далеко не всегда плавны. Наткнувшись на преграду («замок»), они могут застыть на энное количество лет, накапливая разрушительные силы, а потом продвинуться рывком, круша «замок», а заодно и все, что находится на поверхности.
Именно такой период затишья переживает сейчас Калифорния. Геологи и сейсмологи давно уже ожидают здесь, в Лос-Анджелесе в частности, очень сильного землетрясения, поскольку чем дольше застрявают в своем продвижении гигантские плиты, тем мощнее и сокрушительнее бывает их прорыв.
Естественно, что живя как пороховой бочке, люди стремятся найти защиту от грозных подземных сил, предугадать их следующее пробуждение. Увы, мы этому так и не научились, хоть ученые и очень стараются. Поначалу они пользовались лишь одним методом – акустическим. Позднее движение литосферных плит начали отслеживать с помощью спутниковой съемки высокого разрешения, GPS-станций, данных глобальной системы навигации и наземных сейсмических измерений. Но и это особых результатов не принесло.
Природный генератор землетрясений
Наука не стоит на месте. Исследования становятся все сложнее, все изощреннее.
Сан-Андреас не случайно считают самым изученным тектоническим разломом на планете, и самым «освоенным», поскольку на нем тестируют все виды сейсмической техники – в специально избранном для этой цели месте.
Посреди разлома, между Лос-Анджелесом и Сан-Франциско, есть поселок Паркфилд, с виду ничем не примечательный – поселок и поселок. Но о его существовании знают все сейсмологи мира. Ученые стекаются  сюда для участия в эксперименте Геологической службы США, который так и называется: «Паркфилд». Он притягивает к себе и туристов девизом: «Будь здесь, когда это произойдет».
Расположившийся непосредственно над разломом, поселок стал своего рода генератором землетрясений. Его восточная и западная стороны разъезжаются в разных направлениях со скоростью 2-3, а то и 5 см в год, что придает его существованию поистине сюрреалистическое звучание. Если приглядеться повнимательнее, можно заметить, что с виду прямые улицы как-то странно, веретенообразно, искривлены, а их асфальтовое покрытие местами прорезают длинные параллельные трещины-разрывы. Проблему Паркфилда пытаются решить уже не одно десятилетие, но, понятное дело, безуспешно.
С 1881 по 1966 г.г. поселок пережил 5 сильных землетрясений, происходивших с поразительной регулярностью – каждые 22 года. Воодушевившись тем, что им удалось наконец ухватить какую-то последовательность в таймере подземных стихий, ученые предсказали следующий всплеск активности на 1988 год. Но коварный Сан-Андреас, не пожелал подчиниться человеческим прогнозам. Обманув ожидания, он отодвинул запланированное действо на целых 16 лет, проявив себя в том же месте лишь в 2004 году.
Вот здесь-то, на территории частного ранчо в Паркфилде, и был осуществлен поистине грандиозный проект, не имевший аналогов в мировой сейсмологии – SAFOD (San Andreas Fault Observatory at Depth – Глубинная обсерватория в разломе Сан-Андреас). Место для внедрения в разлом было выбрано не случайно – под ранчо нахо-дится эпицентр последнего из пяти сильных землетрясений, с магнитудой 6 баллов.
             Прямой репортаж из эпицентра
Проект осуществлялся в три этапа – с 2003 по 2007 год. В земной коре, над восточным краем Тихоокеанской плиты, примерно в километре от границы литосферных плит, просверлили вертикальную скважину глубиной 2 км, а затем ее плавно изогнули буквой L. На глубине 3 км под углом 50 градусов она пересекла зону разлома и прошила западный край Североамериканской плиты.
К нижней, полугоризонтальной части добавили четыре ответвления, в 250 м каждое. В них разместили весь научный инструментарий долгосрочного действия – геофоны, сейсмографы, датчики давления, даггероскопы, 80-уровневый детектор Paulsson Array, помогающие отслеживать движение земной коры, сейсмическую активность, уровень грунтовых вод, колебания магнитного поля и другие скрытые от наших глаз явления, а также – вырабатывающие сигнал тревоги.
Так, впервые в истории геологии, у ученых появилась уникальная возможность получать с глубины в несколько километров «прямой репортаж» с места событий – из очага одного из самых сейсмоактивных разломов планеты. Но даже такой масштабный и уникальный проект, как SAFOD, не смог решить проблему прогнозирования землетрясений. Исследования продолжаются непрерывно, программам и проектам нет числа.
На днях на страницах Los Angeles Times появился броский и многообещающий заголовок: «Сейсмологи предлагают новый ключ к тайне Калифорнийского разлома». И дальше следуют разъяснения: Новый метод моделирования землетрясений помог исследователям Caltech (Калифорнийского технологического института) лучше понять, почему сегмент Паркфилд, досконально казалось бы изученный, повел себя в последние годы непредсказуемо, почему вдруг начал «давать сбои», пропуская ожидаемые всплески активности.
Речь идет о лабораторной модели, воспроизводящей процессы, протекающие внутри разлома – такие, как скольжение и трение плит. Модель позволяет ускорять ход времени, когда разлом находится в состоянии относительного покоя, и замедлять его при возникновении «подземных» толчков. Суммировав данные, собранные датчиками на земле, под землей и в космосе, и сопоставив их с экспериментами на лабораторной модели, ученые института Caltech ввели все это в компьютер, создав тектоническую картину сегмента «Паркфилд» – на 200 лет вперед.
И уже на основании полученных результатов ими был сделан вывод, что умеренная активность данного региона играет для всего разлома Сан-Андреас очень важную роль. Что частые толчки в Паркфилде (до 4 баллов) как бы перераспределяют нагрузки на весь разлом, разряжая застойное напряжение, и тем самым предотвращают развитие катастрофического землетрясения, которого сейсмологи давно уже ждут.
Ученые остались довольны достигнутыми результатами. «Наши исследования основательно шагнули вперед по пути к созданию компьютерных моделей, воспроизводящих физику земных подвижек, что обещает стать хорошим подспорьем для сейсмологов в прогнозировании землетрясений», – отмечает геофизик Энди Микаэл из Геологической службы США. Жаль, что все это пока только обещания.

Опубликовано в АиФ, №23 за 2012 год