Геофизики получили подробные трехмерные изображения опасного меганадвига к западу от Коста-Рики, где сталкиваются две плиты земной коры. Изображения показывают особенности поверхности разлома, в том числе длинные канавки или гофры, которые могут определять, как разлом будет сдвигаться при землетрясении.
Исследование, опубликованное 12 февраля в журнале Nature Geoscience, сосредоточено на зоне субдукции Коста-Рики, где плита Кокос медленно погружается под преобладающую Карибскую плиту. Различия в текстуре, наблюдаемые в разных частях поверхности разлома, могут объяснить, почему в Коста-Рике происходят сложные, пятнистые землетрясения, которые, кажется, не скользят на небольшую глубину, в отличие от некоторых других меганадвигов, сказал первый автор Джоэл Эдвардс, доктор философии. кандидат наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Санта-Круз.
"Наши новые изображения показывают большую изменчивость условий вдоль меганадвига, что может быть связано с рядом землетрясений, которые мы наблюдаем в регионе", - сказал Эдвардс.
Меганадвиги, огромные непрерывные разломы, обнаруженные в зонах субдукции, ответственны за крупнейшие землетрясения Земли. Землетрясения мегасилы могут вызывать разрушительные цунами и представляют серьезную опасность для сообществ, расположенных вблизи зон субдукции. Понимание механизмов, действующих вдоль этих разломов, жизненно важно для управления стихийными бедствиями во всем мире.
Эдвардс работал с группой геофизиков из Калифорнийского университета в Санта-Круз, Геологической службы США, Техасского университета в Остине и Университета Макгилла, чтобы получить трехмерные изображения границы раздела разломов с использованием передовой технологии акустической визуализации. Длинные бороздки, или гофры, которые они наблюдали вдоль границы раздела, по размеру аналогичны тем, которые обнаруживаются вдоль основания быстротекущих ледников и вдоль некоторых океанских хребтов. Изображения также показали различную степень гладкости и волнистости на разных участках разлома.
«Это исследование дало беспрецедентное представление о меганадвиге. Такая трехмерная информация имеет решающее значение для нашей способности лучше понять разломы меганадвигов и связанные с ними опасности во всем мире», - сказал соавтор Джаред Клюснер, геофизик из Геологической службы США в Санта-Круз..
Акустические данные были собраны весной 2011 года на научно-исследовательском судне Marcus G. Langseth. Корабль буксировал за собой множество подводных микрофонов и источников звука, создавая серию перекрывающихся петель в районе разлома. Данные обрабатывались в течение следующих 2 лет и с тех пор использовались в ряде исследований, посвященных различным аспектам процесса в зоне субдукции. Это конкретное исследование было сосредоточено на интерфейсе между скользящими пластинами, который служит записью процессов скольжения и проскальзывания.
«Трехмерное изображение было выбрано действительно хорошо, и полученный набор акустических данных показал необычайную детализацию», - сказал Эдвардс, отметив, что соавтор Эмили Бродски, профессор наук о Земле и планетах, первой распознала гофры. Такие особенности наблюдались в обнаженных разломах на суше, но никогда раньше в разломах глубоко под поверхностью.
"У меня была ранняя версия интерфейса, на которой смутно показывались длинные канавки, и во время моего квалификационного экзамена Бродский увидел их и спросил: "Это гофры!?" Я не знал, но я знал, что это были настоящие особенности. Гофры, полученные в результате скольжения, были действительно хорошей гипотезой, и после этого мы углубились в нее», - сказал он.
Область этого исследования долгое время была целью для бурения меганадвига Коста-Рикским сейсмическим проектом (CRISP). Соавтор Эли Сильвер, почетный профессор наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Санта-Круз, и другие участники программы CRISP решили провести трехмерное сейсмическое исследование, которое должно предшествовать любому глубокому бурению, и проект финансировался Национальным научным фондом в 2009. «В настоящее время проведены две буровые экспедиции с более мелководными объектами, и, хотя это еще не запланировано, мы надеемся, что глубокое бурение будет проведено», - сказал Сильвер.
Исследователи надеются использовать аналогичные методы визуализации в других зонах субдукции, таких как окраина Каскадия вдоль северного западного побережья США, где имеет место давняя история крупных землетрясений мегатолчка и связанных с ними цунами. «Проведение такого типа трехмерного исследования вдоль окраины Каскадии могло бы предоставить нам ключевую информацию о меганадвиге, границе плиты, которая представляет значительную опасность для U. Южное западное побережье, - сказал Клюснер.