Сейсмическая энергия от мелких землетрясений отображает деление разломов в Юго‑Восточных Альпах

Почему маленькие толчки важны для больших рисков

Когда мы думаем об опасных землетрясениях, перед глазами встают редкие мощные события, сотрясающие целые регионы. Но под нашими ногами ежегодно тихо происходит тысячи крошечных толчков. Это исследование показывает, что эти небольшие землетрясения, слишком слабые, чтобы причинить ущерб сами по себе, всё же могут раскрыть, как и где в будущем могут случиться более крупные подземные сдвиги в Юго‑Восточных Альпах — одном из наиболее опасных районов Центральной Европы.

Слушая кору с помощью плотной сети

Учёные сосредоточились на приграничном регионе между Италией, Австрией и Словенией, где Евразийская плита и Адриатическая микроплита медленно сталкиваются. В этой области проходит запутанная система разломов и имеется длительная история разрушительных землетрясений, таких как Идрия 1511 года и Фриули 1976 года. Благодаря плотной сети сейсмических станций, управляемой несколькими странами, команда смогла перепроцессировать записи более чем 9 200 землетрясений в период 2016–2025 годов, большинство из которых настолько малы, что их фиксируют лишь приборы. Вместо того чтобы учитывать только величину каждого толчка, они изучили, сколько сейсмической энергии было излучено по сравнению с размером события, используя параметр, называемый Индексом Энергии. Это позволило им судить о том, насколько эффективно каждая часть разлома освобождала накопленное напряжение при разрыве.

Новый способ чтения прочности разлома

Для каждого события учёные оценивали два ключевых показателя непосредственно по сейсмограммам: сейсмический момент, который отражает, насколько велика была сдвиговая площадь и величина смещения, и излучённую энергию, которая отражает интенсивность встряхивания. Затем они выстроили эталонную зависимость между этими двумя величинами для региона и определили Индекс Энергии как разницу между ожидаемой в среднем энергией и фактически наблюдаемой. Землетрясения с положительным Индексом Энергии излучают больше энергии, чем типичные события одинакового размера, и интерпретируются как происходящие на механически более слабых участках разлома. Отрицательные значения указывают на «энергетически бедные» разрывы на более прочных, более устойчивых секциях. Сопоставив эти значения в трёх измерениях, команда создала изображение того, как прочность разломов варьируется по Юго‑Восточным Альпам.

Восточно‑западные контрасты в скрытом поведении разломов

Получившаяся картина демонстрирует чёткий контраст с запада на восток. К западу примерно от 12° долготы малые землетрясения, как правило, имеют более высокие значения Индекса Энергии, что указывает на более слабые разломы, позволяющие разрывам более эффективно распространяться после начала. В восточном секторе, напротив, большинство небольших толчков излучают меньше энергии, чем в среднем, что говорит о более прочных, сегментированных зонах разломов, сопротивляющихся сдвигу и требующих большего накопленного напряжения для разрушения. Команда выделила регион в пять доменов, каждый из которых характеризуется собственной комбинацией сейсмической энерговыделения, долгосрочной скорости деформации и историей крупных событий. В одних доменах разломы кажутся механически слабыми и хорошо «смазанными», возможно, за счёт флюидов в разрушенных породах. В других пониженная повседневная сейсмичность и меньшее энерговыделение намекают на заблокированные сегменты, которые тихо аккумулируют упругую деформацию.

Связь малых толчков, свойств пород и рисков

Эти закономерности не существуют в отрыве. Они согласуются с независимыми образами глубинной коры, полученными по скоростям и ослаблению сейсмических волн, а также с геодезическими измерениями деформации поверхности. Районы, где малые землетрясения выглядят энергичными, обычно также демонстрируют признаки разрушенных, проницаемых пород и зон, насыщенных флюидами, что ослабляет разломы и позволяет напряжению сниматься частыми малыми событиями. Участки, которые в картах Индекса Энергии выглядят более прочными, часто совпадают с более жёсткими породами, низкими уровнями повседневной сейсмичности и в ряде случаев с местами прошлых умеренных и крупных землетрясений. В совокупности эти данные указывают на тесную взаимосвязь прочности разломов, типа пород, флюидов и долгосрочной деформации в формировании того, когда и как происходят землетрясения.

От исследовательского инструмента к мониторингу в реальном времени

Исследование демонстрирует, что тщательный анализ тысяч незначительных землетрясений способен картировать механическую сегментацию сложных систем разломов с детализацией, недоступной при опоре только на редкие крупные события. Расширив мониторинговую методику, впервые разработанную для центральной Италии, авторы показывают, что Индекс Энергии можно вычислять аналогично стандартным магнитудам, что делает его пригодным для рутинного использования. В будущем отслеживание изменений этого индекса во времени может помочь выявлять эволюцию условий напряжённости и ранние стадии подготовки более крупных землетрясений. Для людей, живущих в и вокруг Юго‑Восточных Альп, это не означает, что малые землетрясения позволяют предсказывать отдельные события, но означает, что непрерывное «прослушивание» крошечных толчков может уточнить модели сейсмической опасности и направить целевое наблюдение в тех местах, где кора наиболее близка к разрушению.

Цитирование: Picozzi, M., Cataldi, L., Viganò, A. et al. Seismic energy from small earthquakes maps fault segmentation in the Southeastern Alps. Sci Rep 16, 5731 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35618-y

Ключевые слова: землетрясения, прочность разлома, Юго‑Восточные Альпы, сейсмический риск, микросейсмичность