Глубоко под Швейцарскими Альпами международная команда исследователей провела один из самых амбициозных экспериментов в современной сейсмологии. В специальной подземной лаборатории BedrettoLab ученые намеренно вызвали около 8 тысяч микроземлетрясений, чтобы детально изучить поведение геологических разломов. Об этом пишет Phys.

Смотрите также Почему листья осенью становятся красными и желтыми – ученые объяснили скрытую "химию" деревьев

Как ученые заставили землю дрожать?

Проект получил название FEAR-2 – Fault Activation and Earthquake Rupture. Его реализовали исследователи из Федерального технологического института Цюриха ETH Zurich вместе с учеными из разных стран Европы.

Лаборатория расположена внутри вентиляционного тоннеля длиной 5,2 километра, который ведет к железнодорожному тоннелю Фурка. Над исследователями – примерно полтора километра горной породы, что создает уникальные условия для наблюдения за движением земной коры.

Руководитель проекта, профессор геологии ETH Zurich Доменико Джардини, назвал эксперимент успешным. "У нас была сейсмическая активность", – сказал он, объясняя, что главная цель исследования заключается в том, чтобы "понять, что происходит на глубине, когда Земля движется".

Подземная "машина землетрясений"

В отличие от традиционных исследований, когда сейсмологи просто устанавливают датчики возле природных разломов и годами ждут активности, в BedrettoLab ученые решили самостоятельно спровоцировать движение породы. Для этого в стенах тоннеля пробурили скважины и закачали в них примерно 750 кубических метров воды. Жидкость попадала в уже существующий разлом и уменьшала трение между породами, стимулируя их движение.

"Мы не создаем новый разлом. Мы лишь помогаем ему двигаться", – объяснил Джардини. Из-за рисков безопасности во время эксперимента в тоннеле не было людей. Все процессы контролировали дистанционно из лаборатории ETH Zurich в Цюрихе.

Сейсмолог Райан Шульц, который специализируется на искусственно вызванных землетрясениях, назвал проект "продвижением границ науки".

Как пишет Straits times, во время тестов ученым даже пришлось оперативно реагировать на внезапное отключение электроэнергии в тоннеле. Французский сейсмолог Фредерик Массен в шутку назвал систему "машиной землетрясений", отметив, что теперь исследователи могут "играть с параметрами".

Почему эксперимент оказался важным?

В результате опыта ученые зафиксировали примерно 8 тысяч сейсмических событий. Их магнитуда колебалась от -5 до -0,14. Хотя исследователи стремились достичь магнитуды 1, результат все равно считают прорывом. По словам Джардини, подобные эксперименты уже проводились ранее, но "никогда в таком масштабе и никогда на такой глубине".

Особенно удивило ученых то, что активность возникала не только на основном разломе, но и на перпендикулярных трещинах в породе. Это может помочь лучше понять, как распространяются землетрясения под землей. Исследователи также заявили, что результаты позволят точнее определять оптимальные углы закачки воды для будущих экспериментов. Новую попытку достичь магнитуды 1 планируют провести уже в июне.

Могли ли эти землетрясения быть опасными?

На поверхности толчки не ощущались. По словам ученых, эксперимент увеличил естественный сейсмический риск лишь примерно на 1%.

Джардини отметил, что проект был "полностью безопасным". В то же время он признал, что исследования имеют важное практическое значение для промышленности. Ученые хотят научиться контролировать риски во время подземных работ – бурения, добычи ресурсов или геотермальных проектов. Подобная деятельность уже неоднократно вызывала реальные землетрясения.

В качестве примера, Джардини привел землетрясение магнитудой 5,4 в южнокорейском городе Пхохан в 2017 году. Тогда толчки связали с закачкой воды на экспериментальной геотермальной электростанции. Он также вспомнил техасские случаи, когда землетрясения провоцировало захоронение сточных вод после фрекинга. "Если мы научимся создавать землетрясения определенного масштаба, тогда мы поймем, как их не создавать", – объяснил ученый.

По его словам, человечество не должно отказываться от подземных технологий, но должно научиться использовать их значительно безопаснее.