Динамика множественных разрывов, опосредованная напряжением, в серии землетрясений 2023 года в Кахраманмараше, Турция

Почему это двойное землетрясение важно

В феврале 2023 года на юго-востоке Турции в течение нескольких часов произошло два мощных землетрясения, которые унесли десятки тысяч жизней и разрушили целые города. В этом исследовании поставлен на вид кажется простой, но имеющий большие последствия для общественной безопасности вопрос: почему два соседних разлома разрушились с такой короткой разницей во времени и могло ли первое событие повысить вероятность второго? Отслеживая, как напряжение медленно накапливалось в течение двух столетий, а затем резко изменилось во время событий 2023 года, авторы показывают, как одно землетрясение может подготовить и затем «разблокировать» другое, превращая единичную катастрофу в каскадную последовательность.

Долговременная память в горных породах

Землетрясения не появляются из ниоткуда. Каждое из них слегка перестраивает поле напряжений в коре, подгружая одни разломы и разгружая другие. Команда пересмотрела ранее созданную модель этих изменений напряжений для восточной Турции, обновив её новыми историческими записями, картами разломов и современными сейсмическими данными. Они проследили, как напряжение накапливалось после серии больших толчков, начавшихся в 1822 году, учитывая как резкие скачки во время каждого события, так и медленные вязкие перестройки, происходившие глубже в коре. Это позволило им оценить, насколько «готовыми» были разные сегменты разломов к моменту катастрофы 2023 года, задолго до того, как земля начала дрожать.

Первый удар: разлом, готовый сорваться

Первичное землетрясение магнитудой 7,8 в Кахраманмараше началось не на главном известном разломе, а на меньшем соседнем участке, называемом Нарлы. Их расчёты показывают, что этот разлом в течение двух столетий непрерывно подгружался, особенно воздействием большого землетрясения 1822 года. Когда он, наконец, сорвался, напряжение вдоль соседнего участка Пазарджык главного Внутренне-Анатолийского разлома уже было высоким. Разрыв на Нарлы добавил ещё один импульс, ещё больше увеличив напряжение и способствовал переходу разрыва на Пазарджык всего через секунды. Вдоль части этого участка напряжения были высоки и относительно однородны — условия, которые лабораторные и численные модели указывают как благоприятные для чрезвычайно быстрого, «сверхзвукового» распространения разрыва, опережающего собственные сейсмические волны, что и наблюдалось на северо-востоке. В противоположность этому, на юго-западе, где картина напряжений была более пятнистой и даже локально отрицательной, разрыв двигался медленнее.

Барьеры, тени и второе крупное землетрясение

Не каждый соседний разлом был готов к разрушению. Участок Аманос, который разорвался после Пазарджык, изначально находился, как описывают авторы, в «теневой» зоне напряжений — части его испытывали понижение напряжения от предыдущих событий. Тем не менее суммарный эффект разрывов Нарлы и Пазарджык изменил эту картину, оставив большую часть Аманоса сильно подгруженной и позволив медленному, подзвуковому разрыву распространиться. По‑настоящему удивительная часть истории касается землетрясения магнитудой 7,6 в Эльбистане, случившегося через девять часов на другом, примерно восточно‑западном разломе. До 2023 года большая часть этого разлома находилась в неблагоприятном состоянии: изменения напряжений скорее препятствовали бы его разрушению, чем способствовали ему.

Как одно землетрясение «ослабило зажим» другого

Модели показывают, что главный шок в Кахраманмараше радикально изменил условия на разломе Эльбистан. Вместо того чтобы в основном сдвигать его в сторону, первое землетрясение фактически «ослабило зажим» второго разлома, снизив сжимающее усилие, удерживавшее его замкнутым, более чем на десять бар по широкому району. Хотя увеличение касательного (сдвигового) усилия было умеренным, это снятие сжимающего напряжения в сочетании с тонкими изменениями среднего напряжения, влияющего на поровое давление в породах, переломило баланс. Авторы предполагают, что поровые флюиды могли мигрировать в зоны лёгкого растяжения коры, дополнительно ослабляя разлом. В результате ранее неблагоприятный разлом превратился в такой, где суммарное изменение напряжения стало положительным, что позволило ему стремительно разорваться, снова с участками, движущимися на сверхзвуковых скоростях.

Что это значит для будущего риска

Исследование делает вывод, что катастрофа 2023 года не может быть понята, если смотреть только на простые «сейсмические разрывы» или рассматривать каждый разлом по отдельности. Вместо этого долгосрочная подгрузка от исторических землетрясений и кратковременные изменения, вызванные крупной толчковой волной, могут сочетаться, создавая сложные каскадные разрушения по нескольким разломам. Для неспециалистов ключевое сообщение заключается в том, что одно большое землетрясение может тихо подготовить почву для другого, перераспределив напряжения и ослабив соседние разломы, даже если ранее они казались относительно безопасными. Признание и моделирование этих скрытых связей необходимо, если мы хотим улучшить прогнозы землетрясений и лучше предвидеть, когда одно крупное событие может перерасти в смертельную двойную катастрофу или даже в цепную реакцию.

Цитирование: Nalbant, S.S., Uzunca, F., Main, I.G. et al. Stress-mediated multi-fault rupture dynamics of the 2023 Kahramanmaraş earthquake sequence, Türkiye. Sci Rep 16, 10705 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45723-7

Ключевые слова: инициация землетрясений, взаимодействие разломов, напряжение Кулона, серия в Кахраманмараше, сейсмическая опасность