Сейсмологический анализ тектонической эволюции разлома Ладжи-Шань по землетрясению MS 6.2 в Джишишане 2023 года

Почему глубокое землетрясение важно для повседневной жизни

Землетрясение 2023 года в районе Джишишань на западе Китая было умеренным по силе, но вызывало вопросы своим воздействием: поверхность земли почти не сместилась, однако толчки были достаточно сильными, чтобы повредить здания и вызвать многочисленные оползни, в том числе на удалении от эпицентра. В этой статье с помощью современных компьютерных моделирований и полевых данных исследуют, как сломался скрытый разлом под хребтом Ладжи-Шань, почему самые сильные колебания возникли вдали от очевидного источника, и что это говорит о долгосрочном горообразовании и будущих сейсмических рисках в регионе.

Горный пояс и его скрытые разломы

Район исследования расположен вдоль северо-восточной окраины Тибетского плато, где огромные блоки коры сжимаются в результате продолжающегося столкновения материков. Здесь чередуются длинные горные цепи и глубокие бассейны, разделённые крупными разломами, которые медленно перестраивают ландшафт. Зона разлома Ладжи-Шань образует важную границу между соседними бассейнами и поднята более чем на два километра над окружающей местностью. Хотя геологические свидетельства показывают, что этот разлом был активен в течение миллионов лет, современные измерения намекали на его относительную тишину — с умеренным поднятием и в основном мелкими землетрясениями. Событие в Джишишане дало редкий шанс увидеть эту зону разлома в действии и проверить представления о том, как она развивалась во времени.

Воссоздание скрытой разрыва

Поскольку землетрясение в Джишишане не прорвало поверхность, авторам пришлось выводить, что происходило в глубине, комбинируя несколько источников данных. Они использовали точные местоположения тысяч афтершоков, спутниковые измерения крошечных деформаций поверхности, записи сильных ускорений с близлежащих приборов и предыдущие модели сдвига по разлому. На основе этих данных они построили трёхмерную компьютерную модель плоскости разлома с наклоном на северо-восток под южной окраиной Ладжи-Шань. Затем выполнили динамические моделирования, имитирующие накопление напряжения, ослабление трения и распространение фронта разрыва вдоль разлома. Получившаяся картина сдвигов и хронологии хорошо согласуется с независимыми оценками размера и длительности землетрясения, что придаёт уверенность в том, что модель отражает реальное событие.

Разрыв, который уходит в глубину, а не прорывает поверхность

Моделирования показывают, что участок разлома, который сработал, был около 15 километров в длину, а основной сдвиг сосредоточился примерно на 10 километрах глубины. Разрыв начался вблизи гипоцентра и распространялся главным образом на северо-запад и вниз вдоль разлома, а не вверх к поверхности. Пиковые скорости сдвига были умеренными, а общий разрыв длился около восьми секунд. Поскольку разрыв оставался погребённым, поверхность над разломом сместилась лишь на несколько сантиметров, что объясняет слабую остаточную деформацию, зафиксированную спутником. Тем не менее глубокий, направленный книзу разрыв породил сильные сейсмические волны длинного периода, которые эффективно распространяются по коре. Эти волны сильнее раскачивают более высокие здания и могут усиливаться в мягких осадочных заполнениях бассейнов, сдвигая картину повреждений в сторону от трассы разлома.

Почему ущерб был велик там, где деформация была небольшой

Полевые обследования после толчка показали, что города и склоны в 15–20 километрах к северо-востоку от эпицентра пострадали сильнее, чем более близкие районы. Моделирования помогают объяснить эту головоломку «слабая деформация — высокая интенсивность». Во‑первую очередь, событие было сдвиговым (трастовым), что естественным образом фокусирует колебания в блоке горных пород над соскальзывающим разломом, так называемой висячей стенке. Во‑вторых, нисходящий путь разрыва сосредоточил энергию в глубине, увеличив долю длиннопериодных движений, распространявшихся наружу. В‑третьих, несколько близлежащих бассейнов с толстыми осадочными слоями действовали как чаши, задерживающие и усиливающие сейсмические волны, особенно у их краёв. В совокупности эффект висячей стенки, усиление на краях бассейнов и внутреннее фокусирование волн увеличили интенсивность толчков и частоту оползней в дальнем поле бассейнов, несмотря на маленькие смещения на поверхности.

Подсказки о долгой жизни зоны разломов

Помимо воспроизведения этого отдельного события, исследование связывает поведение разрыва с долгой структурной историей региона Ладжи-Шань. Зона разлома Ладжи-Шань была активна по крайней мере с раннего палеозоя и сейчас образует дугообразный пояс с различно наклонёнными ответвлениями разломов и приподнятыми блоками пород. Моделирования показывают, что прочные, более древние структуры в верхней коре действовали как барьеры, мешавшие разрыву распространиться вверх, в то время как глубокие сегменты с благоприятными свойствами пород позволяли сдвигу продолжаться книзу. Схема афтершоков, в основном расположенных над и вокруг основной глубокой зоны сдвига, поддерживает эту картину. Проще говоря, развитие этого землетрясения не было случайным: оно было направлено древней архитектурой гор.

Что это значит для будущего риска

Для неспециалистов главный вывод в том, что наиболее опасные колебания при землетрясении не всегда находятся прямо над разломом, который сработал, и им не нужны драматические трещины на поверхности. В Джишишане погребённый разрыв на южной стороне Ладжи-Шань, управляемый долговечными геологическими структурами и взаимодействовавший с ближайшими бассейнами, вызвал неожиданно сильные толчки и оползни в отдалённых населённых пунктах. Учет того, как геометрия глубоких разломов, форма бассейнов и фокусировка волн действуют совместно, может улучшить карты сейсмических рисков, помочь в проектировании более безопасных зданий в городах бассейнов и уточнить наше понимание того, как Тибетское плато продолжает подниматься и деформироваться со временем.

Цитирование: Xie, Z. Seismological analysis of the tectonic evolution of the Laji Shan fault from the 2023 Jishishan MS 6.2 earthquake. Sci Rep 16, 13434 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42900-6

Ключевые слова: разрыв при землетрясении, разлом Ладжи-Шань, сейсмическая опасность, Тибетское плато, усиление движения грунта