Могут ли солнечные бури провоцировать землетрясения? Ученые предлагают неожиданную связь

Ученые из Университета Киото разработали теоретическую модель, изучающую, могут ли возмущения в ионосфере создавать электростатические силы глубоко в земной коре. При определенных условиях эти силы способны внести свой вклад в возникновение крупных землетрясений.

Цель исследования — не прогнозирование подземных толчков. Работа описывает возможный физический механизм, показывающий, как изменения уровня заряда в ионосфере, вызванные интенсивной солнечной активностью (например, вспышками), могут взаимодействовать с уже ослабленными зонами коры и влиять на развитие трещин.

Как ионосфера может воздействовать на зоны разломов

Согласно модели, трещиноватые области коры содержат воду при экстремально высоких температурах и давлении, возможно, в сверхкритическом состоянии. С электрической точки зрения, эти раздробленные зоны могут действовать как конденсаторы. Они связаны как с поверхностью Земли, так и с нижней ионосферой, образуя обширную электростатическую систему, соединяющую грунт с верхними слоями атмосферы.

Когда солнечная активность возрастает, плотность электронов в ионосфере может значительно увеличиться. Это способно создать отрицательно заряженный слой в нижней ионосфере. Благодаря емкостной связи этот заряд может генерировать интенсивные электрические поля внутри микроскопических пустот в трещиноватой породе. Возникающее электростатическое давление может приближаться к уровням, сравнимым с приливными или гравитационными напряжениями, которые, как известно, влияют на стабильность разломов.

Согласно расчетам команды, ионосферные возмущения, связанные с крупными солнечными вспышками (подразумевающие увеличение общего электронного содержания на несколько десятков единиц TEC), могут создавать электростатическое давление в несколько мегапаскалей внутри этих коровых пустот.

Ионосферные аномалии, наблюдаемые перед сильными землетрясениями

Необычное поведение ионосферы часто фиксировалось перед мощными землетрясениями. Наблюдения включали всплески электронной плотности, падение высоты ионосферы и замедление распространения среднемасштабных перемещающихся ионосферных возмущений. Традиционно ученые интерпретировали эти изменения как эффекты, вызванные накоплением напряжения в земной коре.

Новая концепция предлагает дополнительный взгляд. Она предполагает двустороннее взаимодействие, при котором процессы внутри Земли могут влиять на ионосферу, в то время как ионосферные возмущения способны посылать ответные силы обратно в кору. Модель связывает космическую погоду и сейсмическую активность, не утверждая при этом, что солнечная активность напрямую вызывает землетрясения.

Солнечная активность и землетрясение на полуострове Ното 2024 года

Исследователи указывают на недавние крупные землетрясения в Японии, включая землетрясение на полуострове Ното в 2024 году, которые произошли вскоре после периодов интенсивной солнечной активности. Они подчеркивают, что такая синхронность не доказывает причинно-следственную связь. Однако это согласуется с идеей о том, что ионосферные возмущения могут выступать в роли способствующего фактора, когда разломы уже близки к критическому состоянию.

Переосмысление природы землетрясений: взгляд за пределы внутренних сил

Опираясь на физику плазмы, науку об атмосфере и геофизику, этот подход расширяет традиционное представление о том, что землетрясения движимы исключительно силами внутри планеты. Полученные данные указывают на то, что отслеживание состояния ионосферы наряду с подземными измерениями может улучшить понимание того, как начинаются землетрясения и как оценивается сейсмический риск.

В будущем работа будет сочетать высокодетализированную GNSS-томографию ионосферы с подробными данными о космической погоде. Конечная цель — определить, когда и как ионосферные возмущения могут оказывать значимое электростатическое воздействие на земную кору.

По материалам www.sciencedaily.com (Источник Университет Киото)