Сильные землетрясения часто происходят внезапно, но на самом деле перед ними земная кора может десятилетиями «готовиться» к удару. Учёные давно пытались понять, можно ли заранее увидеть опасные участки внутри тектонических разломов, где накапливается энергия будущей катастрофы. Теперь исследователи МФТИ и Университета Иннополис создали алгоритм, который способен находить такие зоны ещё до мощного землетрясения.
Разработка получила название SPAD — Seismogenic Patches Detection, или «Обнаружение сейсмогенных зон». Алгоритм помогает выявлять наиболее опасные участки тектонических разломов, где зарождаются сильнейшие землетрясения. В будущем это может улучшить системы предупреждения катастроф и помочь точнее оценивать сейсмические риски при строительстве.
Учёным давно известно, что разломы в земной коре устроены очень сложно. На их поверхности есть прочные тектонические контакты, которые удерживают участки разлома и мешают им смещаться. Из-за этого внутри годами накапливается упругая энергия, которая затем резко высвобождается во время мощного землетрясения.
Раньше такие зоны удавалось определять только после катастрофы — уже по последствиям произошедшего землетрясения. Новый алгоритм позволяет заглянуть внутрь разлома заранее.
Сначала алгоритм очищает данные от взаимосвязанных событий и афтершоков — толчков после сильных землетрясений. После этого он ищет участки, где фоновые события группируются особенно плотно. Именно такие зоны система считает потенциальными местами зарождения сильнейших землетрясений.
Система работает полностью автоматически — без участия человека и без подсказок о том, где раньше уже происходили сильные толчки. SPAD самостоятельно анализирует пространственные скопления событий, используя физические критерии: количество кластеров, число событий внутри них и расстояние между подземными толчками.
Работу алгоритма проверили на данных по Камчатке за последние 35 лет. Система успешно выявила 13 из 16 сильных землетрясений, произошедших до 1990 года, а также 7 из 8 современных толчков после 1990-го. По словам исследователей, это показывает, что опасные сейсмогенные зоны могут существовать десятилетиями.
Сейчас учёные продолжают работу над алгоритмом и планируют повысить его точность, чтобы получать более детальную информацию о структуре таких зон. Разработка уже показала эффективность не только на Камчатке, но и на Курилах, в Японии и в районе разлома Сан-Андреас.