Карта землетрясений на британских островах
Фото: Raffaele Bonadio
Ученые недавно разгадали эту загадку.
Деревня Тин в Стаффордшире, Англия, пострадала от землетрясения силой 3,3 балла 28 июня 2023 года. В результате толчков в окрестностях загрохотали окна и двери.
Землетрясения такого характера нередки в Британии – за год на острове их может насчитываться до нескольких сотен. Большинство из них небольшие по магнитуде и не приводят к каким-либо разрушениям. Однако на острове время от времени случаются и такие землетрясения, которые могут иметь более серьезные последствия.
По оценкам ученых, самое сильное землетрясение в Британии имело магнитуду 6,5 баллов. К примеру, это превышает интенсивность землетрясения магнитудой 6,3 балла, которое произошло в новозеландском Крайстчерче в 2011 году и унесло жизни 185 человек.
Большинство землетрясений в Британии сосредоточено в полосе с севера на юг на западной стороне острова. Соседняя Ирландия, однако, почти полностью свободна от сейсмической активности, и эта странность десятки лет озадачивала ученых.
Еще до того, как землетрясения впервые начали фиксироваться сейсмографами, отчеты о них документировались в различных городах и монастырях по всей Великобритании и Ирландии. В середине XIX века ирландский ученый Роберт Маллет, которому приписывают введение термина «сейсмология», создал карты землетрясений на основе этих отчетов. Он заметил, что в Великобритании сейсмичность средняя, а в Ирландии – низкая.
В 1884 году ирландский сейсмолог Джозеф О’Рейли опубликовал первую карту сейсмичности Великобритании и Ирландии, подчеркнув, что Великобритания «намного больше подвержена землетрясениям, чем Ирландия».
Понимание причин такого неравномерного распределения остается важным и сегодня, особенно с точки зрения того, как оно влияет на растущее население Великобритании. В период с 2011 по 2021 год население Великобритании увеличилось на 6% и составило 67 миллионов человек.
Большинство землетрясений происходит на границах плит, где они сходятся, расходятся и заползают друг под друга. Более 80% крупнейших землетрясений в мире происходят по периметру Тихого океана – области, известной как Тихоокеанское «огненное кольцо».
Землетрясения, происходящие внутри плит, происходят гораздо реже и обычно меньше по магнитуде. Но есть несколько заметных исключений. Между 1811 и 1812 годами в сейсмической зоне Нового Мадрида в центральной части США произошла серия мощных землетрясений силой от 7 до 8 баллов.
Великобритания и Ирландия геологически очень похожи. Они образовались в результате одного и того же континентального столкновения около 400 миллионов лет назад и состоят из частей одних и тех же континентов. Два острова также находятся на одинаковом расстоянии от границ плит, и тектоническое напряжение (давление или растяжение, оказываемое другими плитами или подстилающей мантией) на них одинаково.
Так почему же тогда распределение землетрясений в Великобритании и Ирландии так неравномерно?
«Сейсмическая томография, метод, использующий сейсмические волны отдаленных землетрясений для создания трехмерных изображений недр Земли, позволила получить ценную информацию. Исследование, в соавторстве с которым я выступил в 2021 году, обнаружило ранее неизвестные вариации в структуре тектонической плиты, на которой расположены и Великобритания, и Ирландия», – Сергей Лебедев, профессор геофизики Кембриджского университета.
По словам Лебедева, тектонические плиты холодные и жесткие по сравнению с горячей, медленно сползающей под ними мантией. Более толстые пластины холоднее, механически прочнее и с меньшей вероятностью деформируются. И наоборот, более тонкие пластины теплее, слабее и больше подвержены деформации.
Исследователи обнаружили, что толщина плит под Британией и Ирландией колеблется от 75 км до 120 км. Ирландия имеет относительно толстую литосферу (около 95-115 км под большей частью острова) и в результате здесь очень мало землетрясений. Юго-восточная Англия и восточная Шотландия имеют одинаковую толщину литосферы.
Напротив, западная Британия имеет более тонкую литосферу (около 75–85 км) и испытывает регулярные землетрясения. Большинство ирландских землетрясений происходит на севере острова, в том месте, где его литосфера тоньше, теплее и слабее.
Это открытие решает давнюю загадку. Умеренные изменения толщины плит, происходящие вдали от границ плит, могут влиять на характер сейсмической активности в этих регионах.
Этот прорыв открывает перед сейсмологами новые направления исследований. В Великобритании и Ирландии ученые теперь могут сосредоточиться на устранении оставшихся пробелов в охвате сейсмическими станциями, которые отслеживают движение грунта в определенных местах, и построении модели литосферы.
Каталоги землетрясений в других регионах мира часто не уходят так далеко в прошлое, как в Великобритании и Ирландии. Сейсмическая опасность в этих районах также может быть гораздо более неопределенной. Моделирование толщины и прочности тектонических плит дает ученым инструменты для изучения загадочного распределения землетрясений и улучшения способности их прогнозировать, заключают исследователи.