Климатът може да оказва влияние на сеизмичната активност, твърди екип от международни учени, цитиран от електронното издание EurekAlert. 

Когато специалистите се опитват да установят причина за земетресение, те често започват търсенето си в подземните слоеве. Дългогодишните сеизмични изследвания са показали, че сблъсъкът на тектонични плочи и движението на подземни разломи и пукнатини са основният фактор, който предизвиква трусове. 

Научен екип, воден от изследователи от Масачузетския технологичен институт, обаче констатира, че метеорологични явления също могат да имат роля при предизвикването на земетресения. Сред учените има представители на Токийския и на Виенския университет. 

В проучването те обясняват, че периоди на обилни снеговалежи и дъждове вероятно са допринесли за множество земетресения в Северна Япония в последните няколко години. Според специалистите от Масачузетския технологичен институт това е първото изследване, което показва, че климатичните условия могат да предизвикат трусове. 

"Виждаме, че снеговалежите и други натоварвания на повърхността, свързани с околната среда, влияят върху подземното налягане, а периодът на интензивните валежи е свързан с началото на множество земетресения", казва водещият автор на изследването Уилям Франк от  Масачузетския технологичен институт. "Така че климатът очевидно оказва влияние върху реакцията на земната повърхност, а част от нея са трусовете".

Новото проучване се фокусира върху поредица от земетресения на полуостров Ното в Япония. Екипът открива, че сеизмичната активност в региона е изненадващо синхронизирана с определени промени в подземното налягане и че те се влияят от сезонните модели на валежи от сняг и дъжд.

С поглед към бъдещето те прогнозират, че влиянието на климата върху земетресенията може да стане още по-силно изразено с глобалното затопляне.  

"Ако навлизаме в период на променящ се климат с по-екстремни валежи и очакваме преразпределение на водата в атмосферата, океаните и континентите, ще се промени начинът, по който се натоварва земната кора", отбелязва Франк. "Това със сигурност ще окаже влияние и е връзка, която бихме могли да проучим допълнително".

Сеизмична скорост

От края на 2020 г. насам стотици малки земетресения са разтърсили японския полуостров Ното – късче земя, което се извива на север от главния остров на страната в Японско море. За разлика от типичната последователност на земетресенията, които започват с главен трус, който отстъпва място на поредица от вторични, преди да затихне, сеизмичната активност на Ното е "земетръсен рояк" - модел от множество продължаващи трусове без очевиден главен трус или сеизмичен спусък.

Екипът на Масачузетския технологичен институт, заедно с колегите си в Япония, се стреми да открие някакви закономерности в рояка, които биха обяснили постоянните трусове. Първоначално те преглеждат каталога на Японската метеорологична агенция, който предоставя данни за сеизмичната активност в цялата страна във времето. Основният им фокус пада върху земетресенията на полуостров Ното през последните 11 години, през които регионът е преживявал епизодична земетръсна активност, включително и последния рой.

С помощта на сеизмичните данни от каталога екипът преброява броя на сеизмичните събития, настъпили в региона във времето, и установява, че времето на земетресенията преди 2020 г. изглежда спорадично и несвързано, в сравнение с края на 2020 г., когато стават по-интензивни и се групират във времето (което предполага, че роякът води началото си от този период, а самите земетресения са свързани по един или друг начин).

След това учените разглеждат втори набор от данни за сеизмични измервания, направени от мониторингови станции през същия 11-годишен период. Всяка станция записва непрекъснато всяко изместване или локално разтърсване, което се случва. По този начин учените могат да научат колко бързо сеизмичната вълна се разпространява между станциите. Тази "сеизмична скорост" е свързана със структурата на Земята, през която преминава сеизмичната вълна. Уанг използва измерванията на станциите, за да изчисли сеизмичната скорост между всички станции в и около Ното през последните 11 години.

Изследователите създават картина на развитието на сеизмичната скорост под полуостров Ното и наблюдават изненадващ модел: През 2020 г., когато се предполага, че е започнал роякът от земетресения, промените в сеизмичната скорост изглежда са синхронизирани със сезоните.

"След това трябваше да обясним защо наблюдаваме тези сезонни вариации", казва Франк.

Снежно налягане

Екипът решава да отговори на въпроса дали промените в околната среда от сезон до сезон могат да повлияят на основната структура на Земята по начин, който да предизвика земетръсен рояк. По-конкретно учените проверяват как сезонните валежи биха повлияли на подземното "налягане на порния флуид" - количеството налягане, което флуидите в земните пукнатини и пукнатини оказват в основната скала.

"Когато вали дъжд или сняг, това увеличава теглото, което от своя страна увеличава налягането в порите, което позволява на сеизмичните вълни да се движат по-бавно", обяснява Франк. "Когато цялата тази тежест се премахне чрез изпарение или оттичане, изведнъж налягането в порите намалява и сеизмичните вълни са по-бързи."

Уанг и Куи разработват хидромеханичен модел на полуостров Ното, за да симулират основното налягане в порите през последните 11 години в отговор на сезонните промени във валежите. Те вкарват в модела метеорологични данни от същия период, включително измервания на дневния сняг, валежите и промените в морското равнище. С помощта на модела успяват да проследят промените в излишното налягане под полуостров Ното преди и по време на земетресението. След това съпоставят тази хронология на променящото се налягане на порите с картината на сеизмичната скорост.

"Имахме наблюдения на сеизмичната скорост и модел на излишното налягане в порите и когато ги припокрихме, видяхме, че те си пасват изключително добре", казва Франк.

По-специално, те установяват, че когато са включват данни за снеговалежи, и особено за екстремни снеговалежи, съответствието между модела и наблюденията е било по-силно, отколкото ако са взети предвид само валежите и други събития. С други думи, продължаващият земетръсен рояк, който жителите на Ното преживяват, може да бъде обяснен отчасти със сезонните валежи, и по-специално с обилните снеговалежи.

"Можем да видим, че времето на тези земетресения съвпада изключително добре с многобройните моменти, в които наблюдаваме интензивни снеговалежи", казва Франк. "Това е добре свързано със земетръсната активност. Смятаме, че между тях има физическа връзка."

Изследователите подозират, че обилните снеговалежи и подобни екстремни валежи биха могли да играят роля в земетресенията и на други места, въпреки че подчертават, че основният „задействащ елемент“ винаги ще произлиза от земята.

Изследването е публикувано в Science Advances