Реактивация разломов кристаллического фундамента под действием глубинных флюидов во время серии землетрясений в Чандао 2017 года, восточный Китай

Скрытые трещины под тихим побережьем

Вдоль спокойных берегов залива Бохай на востоке Китая всплеск мелких землетрясений в 2017 году выявил драматичную картину, разворачивавшуюся глубоко под землёй. Вместо одного крупного разрушительного толчка тысячи мелких толчков прошлись по древним породам, указывая на то, что это не медленное трение тектонических плит, а высоконапорные флюиды заставляли давние молчавшие разломы вновь проявлять активность. Понимание этого скрытого процесса важно везде, где люди живут над древними разломными системами и эксплуатируют глубокие подземные резервуары для нефти, газа или геотермальной энергии.

Не одно большое землетрясение, а рой событий

Район Чандао имеет длинную историю сейсмичности, включая крупное землетрясение в 1500-х годах и несколько современных серий более мелких событий. В начале 2017 года под соседними островами и грунтом моря началась ещё одна серия на глубинах около 7–13 километров. Вместо одного доминантного главного толчка с последующими афтершоками эта последовательность напоминала гудящую улей: много одинаковых по размерам событий, сгруппированных во времени и пространстве. Чтобы лучше увидеть рой, исследователи вышли за рамки стандартного каталога и повторно проанализировали непрерывные сейсмические записи, применив методы сопоставления образцов, что позволило выделить более 11 000 событий — примерно в шесть раз больше, чем показывали официальные записи, — и затем с метрической точностью локализовать свыше 2 000 из них.

Подземная X-образная сеть разломов

С этим уточнённым представлением рой перестал выглядеть как размытое облако точек. Землетрясения очертили детализированную X-образную сеть пересекающихся разломов. Один крупный разлом меняет угол падения с крутого на более пологий с глубиной, тогда как другой пересекает его в противоположном направлении, вместе образуя сложную трёхмерную зону пересечения. Большинство землетрясений происходили в компактном объёме всего в несколько километров. В течение примерно трёх с половиной месяцев активность началась у северо‑восточной части пересечения, а затем мигрировала на юго‑запад, намекая на то, что по этой сети двигался некий агент — вероятно гидравлически нагнетённый флюид — а не просто происходило одновременное высвобождение накопленного тектонического напряжения.

Глубинные флюиды раздвигают породы

Команда объединила несколько независимых линий доказательств, чтобы выяснить, что управляло роем. Изучая излучение сейсмических волн от отдельных событий, они обнаружили, что многие толчки включали не только сдвиг вдоль поверхности разлома, но и тонкое раскрытие, как будто порода раздвигается. Такой смешанный тип движения легче объяснить наличием высоконапорных флюидов, временно снижающих нагрузку, прижимающую разломы. Статистические модели возмущаемости показали, что почти две трети событий, вероятно, были вызваны внешним воздействием, а не типичной цепочкой афтершоков. То, как фронт роя расширялся со временем, соответствовало классическим моделям диффузии давления по трещинам и порам, с рассчитанными скоростями диффузии, сходными с наблюдаемыми в других флюидно‑управляемых роях по всему миру.

Клапан-разлом, который открывается и закрывается

Сейсмические изображения коры в этом регионе показывают коридор, где сейсмические волны замедляются и меняют характер, что является признаком дроблёной породы и необычных флюидов. Геохимические исследования с острова Чандао указывают на поднятие глубинного углекислого газа, вероятно связанного с застрявшей тихоокеанской плитой под Восточной Азией. Сложив эти подсказки воедино, авторы предлагают сценарий «клапана‑разлома». В этой картине мягко изогнутый разлом фундаментальной толщи действует как крышка, удерживая глубокие флюиды непосредственно над уровнем, где горячие породы начинают деформироваться более пластично. Со временем давление нарастает, пока пересечение со стронным, более крутым разломом внезапно не открывается, как клапан, позволяя флюидам устремиться вверх в надлежащую сеть трещин. По мере того как флюиды прорываются, они инициируют рои мелких толчков вдоль ответвляющихся разломов. Затем, когда трещины закупориваются или давление падает, система успокаивается до следующего накопления.

Что это означает для будущих землетрясений

Это исследование показывает, что даже в середине тектонической плиты, далеко от границ плит, глубинные флюиды могут пробудить древние разломы и вызвать интенсивные, но преимущественно умеренные толчки. Соединив воедино закономерности землетрясений, структуру пород и геохимические сигналы, авторы демонстрируют, что главным двигателем роя Чандао 2017 года было превышение давления флюидов, а не удалённые землетрясения или лишь постоянная тектоническая нагрузка. Для регионов с погребёнными разломами и активными системами флюидов — особенно там, где люди извлекают или хранят флюиды под землёй — эта работа предлагает рамки для распознавания следов флюидно‑управляемой сейсмичности и для лучшей оценки скрытых сейсмических рисков под, казалось бы, стабильными ландшафтами.

Цитирование: Wang, P., Wang, B., Peng, Z. et al. Reactivation of basement faults by deep fluids during the 2017 Changdao earthquake swarm, Eastern China. Commun Earth Environ 7, 207 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03228-1

Ключевые слова: серии землетрясений, глубинные коровые флюиды, реактивация разломов, внутриплитная сейсмичность, коллекторы, обогащённые CO2