Науки о Земле

Последовательность крупных землетрясений описали канторовой лестницей

José Andrés/Twitter

Сейсмологи из Миссурийского и Уханьского университетов проанализировали время возникновения крупных землетрясений на Земле и выяснили, что их распределение во времени можно описать математической функцией, известной как канторова, или «дьявольская» лестница. Свою работу исследователи опубликовали в Bulletin of the Seismological Society of America.

Канторова лестница — это непрерывная монотонная функция, которая не описывается постоянной величиной, но при этом ее производная в почти всех точках равна нулю. С помощью нее можно описать поведение нелинейной динамической системы, изменение в любой части которой может повлиять на поведение всего целого. В природе эта закономерность может быть обнаружена, например, в процессе седиментации — оседания частиц, — изменениях скорости поднятия и эрозии и описании процессов в магнитном поле Земли.

Классическое моделирование в сейсмологии предполагает, что землетрясения будут происходить периодически или квазипериодически. Такие предсказания делаются на основе циклов нарастания и высвобождения тектонических напряжений. Но на самом деле крупные землетрясения почти не подчиняются такой модели. Чтобы описать периодичность таких событий и предсказать их в будущем, исследователи из Миссурийского и Уханьского университетов решили применить новую математическую функцию.

«Я наткнулся на эту функцию несколько лет назад, когда прочитал об исследовании двух ученых Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, которые анализировали временную структуру печально известного серийного убийцы Андрея Чикатило, который убил по меньшей мере 52 человека с 1979 по 1990 год в бывшем Советском Союзе, — объясняет сотрудник Уханьского университета Чэнь Миан Лю. — Временная схема его убийств — это лестница дьявола. Исследователи пытались понять, как работает мозг преступника. Я был заинтригован, потому что понял, что землетрясения работают аналогичным образом — разрыв одного разлома может стимулировать активность в других с помощью передачи напряжения».

Ученые обнаружили, что эти большие последовательности землетрясений (магнитудой 6,0 и больше) являются «более бурными», чем ожидалось. Они показали, что кластеризация землетрясений во времени приводит к более высокой вероятности повторения сейсмических событий вскоре после большого землетрясения. Нерегулярный разрыв между всплесками таких событий также затрудняет прогнозирование среднего времени между большими землетрясениями. Однако каталоги крупных землетрясений в определенных регионах зачастую содержат слишком мало данных за короткий промежуток времени. Это не позволяло ученым сразу увидеть всю структуру лестницы. Выявленные исследователями закономерности позволят лучше прогнозировать будущие сейсмические события, основываясь на предыдущей активности в регионах.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.