Ученые из Киотского университета представили новую теоретическую модель, которая может изменить наше понимание причин землетрясений. Согласно их исследованию, возмущения в ионосфере Земли, вызванные мощной солнечной активностью, способны создавать электростатические силы глубоко в земной коре. При определенных условиях эти силы могут стать последней каплей, провоцирующей начало крупных сейсмических событий.
Исследователи подчеркивают, что их работа не нацелена на прогнозирование землетрясений. Вместо этого они описывают возможный физический механизм, связывающий космическую погоду с геологическими процессами. Модель предполагает, что изменения в заряде ионосферы – например, во время солнечных вспышек – могут взаимодействовать с уже ослабленными участками земной коры и влиять на развитие разломов.
В основе теории лежит представление о зонах разломов как о гигантской электростатической системе. Предполагается, что трещины в коре заполнены водой, находящейся под экстремально высоким давлением и температурой, возможно, в сверхкритическом состоянии. Эти зоны действуют подобно конденсаторам, будучи связанными одновременно с поверхностью планеты и с нижними слоями ионосферы. Такая система соединяет землю и верхние слои атмосферы в единое целое.
Когда солнечная активность резко возрастает, плотность электронов в ионосфере значительно увеличивается, формируя отрицательно заряженный слой. Через электростатическую связь этот заряд может генерировать мощные электрические поля в микроскопических пустотах внутри трещиноватых пород. Расчеты показывают, что возникающее при этом электростатическое давление может достигать нескольких мегапаскалей – величины, сопоставимой с приливными или гравитационными силами, которые, как известно, влияют на стабильность разломов.
Давно замечено, что перед мощными землетрясениями часто наблюдаются аномалии в ионосфере: всплески плотности электронов, снижение высоты ионосферных слоев и другие необычные явления. Ранее ученые считали их следствием нарастающего напряжения в земной коре. Новая модель предлагает взглянуть на эту связь иначе, предполагая двустороннее взаимодействие: процессы в недрах Земли влияют на ионосферу, а ионосферные возмущения, в свою очередь, могут оказывать обратное воздействие на кору.
Авторы работы обращают внимание на недавние события, в том числе на землетрясение на полуострове Ното в Японии в 2024 году, которое произошло вскоре после периода интенсивной солнечной активности. Они осторожно отмечают, что совпадение по времени не доказывает причинно-следственную связь, но хорошо согласуется с гипотезой о том, что возмущения в ионосфере могут выступать дополнительным фактором риска, когда разломы уже находятся на грани срыва.
Этот междисциплинарный подход, объединяющий физику плазмы, атмосферные науки и геофизику, расширяет традиционные представления о землетрясениях как о явлении, обусловленном исключительно внутренними силами планеты. Результаты исследования указывают на то, что мониторинг состояния ионосферы наряду с сейсмическими измерениями может улучшить наше понимание механизмов зарождения землетрясений и помочь в оценке сейсмических рисков в будущем.
