Международная группа, включающая ученых из Университета Саутгемптона, обнаружила необычно высокие температуры, превышающие 100°C, вблизи поверхности Земли в Новой Зеландии - явление, обычно наблюдаемое только в вулканических районах, таких как Исландия или Йеллоустоун, США..
Исследователи сделали открытие, пробурив почти километр в Альпийском разломе, главной тектонической границе между Австралийской и Тихоокеанской плитами, проходящей по всей длине Южного острова страны. Команда работала над тем, чтобы лучше понять, что происходит на границе тектонических плит при подготовке к сильному землетрясению.
Скважина в рамках Проекта глубокого разлома (DFDP) была пробурена в Ватароа к северу от ледника Франца-Иосифа и обнаружила чрезвычайно горячие грунтовые воды под высоким давлением, протекающие вблизи линии разлома. Вода с температурой выше 100°C обычно находится только на глубине более трех километров, но в данном случае она была обнаружена на глубине чуть более 600 м.
В статье, опубликованной в международном журнале Nature, компьютерные модели показывают, что эти высокие температуры являются результатом сочетания подъема горячих пород вдоль границы тектонической плиты и потока грунтовых вод, вызванного высокими горами вблизи Альпийского разлома..
Профессор Деймон Тигл, возглавляющий группу Саутгемптона, участвующую в проекте, говорит: «Альпийский разлом простирается на такое огромное расстояние, что его видно из космоса. крупных землетрясений примерно каждые 300 лет. Поскольку последнее событие произошло в 1717 году нашей эры, существует высокая вероятность крупного (от 7 до 8 баллов) землетрясения в следующие 50 лет, что делает исследование его поведения еще более важным."
Тепловое и гидрологическое компьютерное моделирование перед бурением, проведенное аспирантом Саутгемптонского университета Джейми Куссенсом, научным руководителем доктором Ником Вудманом и другими коллегами, помогло спрогнозировать высокие температуры и давление скважинных флюидов, чтобы обеспечить безопасное бурение этой скважины. Их модели, откалиброванные в соответствии с реальными наблюдениями под поверхностью, объясняют, как такие высокие температуры возникают на малых глубинах.
В Южных Альпах выпадает много дождя и снега - примерно в десять раз больше, чем в Великобритании. Большая часть этой воды стекает в землю, спускается под высокие горные хребты, прежде чем нагревается и возвращается на поверхность в долины», - говорит Джейми Куссенс. «Породы, через которые течет эта вода, перемещаются вверх примерно на 10 мм в год по Альпийскому разлому. Это скольжение происходит очень быстро с геологической точки зрения и поднимает горячие породы с 30-километровой глубины быстрее, чем они успевают остыть».
Хотя в регионе распространены теплые источники, большая часть горячих грунтовых вод течет в русла крупных рек или вблизи них и разбавляется на поверхности более прохладными речными водами.
Результат имеет значение для нашего понимания прочности Альпийского разлома и зон разломов в целом, поскольку на свойства разрушения разломных пород влияют температура и геотермальные флюиды.
Профессор Тигл комментирует: «Температурный профиль скважины DFDP действительно впечатляет. Эти очень высокие температуры на мелководье подтверждают ранние теоретические модели быстрого тектонического поднятия, впервые предложенные в 1980-х годах для Южных Альп такими глубокими мыслителями, как Питер Кунс. и Рик Эллис. Я был вдохновлен этими теориями, будучи студентом Университета Отаго на юге Новой Зеландии, и очень приятно видеть, что эти ранние концептуальные предсказания подтверждаются скважинными наблюдениями».