Замерзающая вода в скалах Аляски подает сигналы о риске оползня

Огромный оползень Барри в заливе Принс-Уильям на Аляске может спровоцировать разрушительное цунами. Медленно сползающая масса объемом около 500 миллионов кубических метров угрожает популярным туристическим маршрутам и близлежащим поселениям, таким как Уиттиер. «Если произойдет быстрый обвал, материал упадет прямо во фьорд, и это может породить цунами с потенциально высокими волнами», – объясняет Габриэль Дэйви из Университета Аляски в Фэрбенксе. Понимание этой опасности важно как с научной, так и с точки зрения общественной безопасности.

Риск катастрофы высок не только из-за крутого склона, но и потому, что он покоится на рыхлой, испещренной разломами породе. Ситуацию усугубляет таяние ледника Барри, который за последнее столетие значительно отступил, лишив склон важной естественной опоры. Эта дестабилизация, вызванная изменением климата, делает непрерывный мониторинг жизненно необходимым.

С 2020 года склон оснащен сейсмическими приборами для отслеживания активности. Анализируя полученные данные, команда ученых обнаружила необычный класс сейсмических событий. Эти импульсивные, высокочастотные сигналы нарастают с конца лета до середины зимы, а затем резко прекращаются. Исследование, опубликованное в журнале Seismological Research Letters, впервые систематически анализирует эти краткосрочные сигналы вблизи оползня.

Ученые предполагают, что источником этих сигналов является не движение самого оползня, а процесс замерзания и оттаивания воды в микротрещинах скальной породы под соседним ледником Каскейд. Характеристики сигналов, их местоположение и четкая сезонная закономерность подтверждают эту гипотезу. Подобные сейсмические явления, связанные с циклами замерзания–оттаивания, ранее фиксировались и в других регионах, например, в Норвегии у нестабильного скального склона.

Хотя эти «морозные землетрясения» не указывают на неминуемый обвал, они служат ценным инструментом для мониторинга. Они позволяют отслеживать изменения в гидравлической среде – общем состоянии воды внутри горного массива, – что, в свою очередь, может стать спусковым крючком для движения склона. Таким образом, эти данные могут помочь в оценке общей стабильности склона.

Чтобы выявить эти аномалии, исследователи проделали колоссальную работу, вручную проанализировав непрерывные сейсмические данные за целый год. «Нам нужно было составить четкое базовое представление о типах сигналов, которые обычно встречаются в этом районе, чтобы любые необычные или ранее не распознанные сигналы выделялись», – отмечает Дэйви. Этот подход позволил научить глаз и будущие алгоритмы распознавать, как выглядит «норма».

На основе этих исследований Центр землетрясений Аляски уже тестирует региональную систему обнаружения оползней, которая оповестит о любых сходах породы в этом районе. Соавтор исследования Эзги Карасёзен подчеркивает, что по мере развития сейсмологии оползней «растет понимание, что предвещающая сейсмическая активность, когда она происходит, может стать важным источником раннего предупреждения». Это мотивирует дальнейшие исследования не только в районе оползня Барри, но и на других опасных участках на юге Аляски.