Геологи давно знают, что гора Рейнир, самый большой вулкан в Каскадах, представляет потенциальную опасность для окружающих его сообществ. Имеются веские геологические доказательства того, что несколько раз за последние 6000 лет массивные оползни и сопутствующие оползни засыпали окрестности. Теперь исследователи из Вашингтонского университета провели первое подробное исследование возможного триггера такого разрушительного события, сильного землетрясения с центром на заднем дворе вулкана.
Исследование, первое трехмерное исследование внутренней части горы Рейнир и ее окрестностей, привело ученого-исследователя Вашингтонского университета Сета Морана к предположению, что в юго-восточном углу горы Рейнир существует потенциальная опасность землетрясения. В 1974 году землетрясение силой 4,8 балла по шкале Рихтера, самое сильное из когда-либо зарегистрированных в национальном парке, произошло в Оханапекоше на шоссе 123, где располагался центр посетителей парка и палаточный лагерь. «Мы определенно наблюдаем систематические изменения в геологии под поверхностью в районе землетрясения 1974 года», - говорит Моран. Возможно, говорит он, это изменение представляет собой погребенный разлом, длина которого может быть достаточной, чтобы вызвать землетрясение магнитудой 6.
Но Моран понизил рейтинг еще одной потенциальной опасности, линейной зоны концентрированной сейсмической активности протяженностью 35 миль, лежащей к западу от вулкана, называемой сейсмической зоной Западного Ренье. По словам Морана, если землетрясения в этой зоне происходят вдоль одного непрерывного разлома, возможно землетрясение магнитудой 6,5-7. Но изучив свои трехмерные изображения под землей, Моран пришел к выводу, что вблизи зоны нет никаких признаков непрерывного разлома. В лучшем случае, по его словам, есть небольшие разломы, способные генерировать магнитуду 5.5 землетрясение. «Это означает, что опасность, которую эта зона представляет для Маунт-Рейнир, относительно невелика».
Обнаружение скрытых активных разломов жизненно важно, потому что землетрясения вблизи горы «представляют гораздо большую угрозу» для горы Ренье, чем более отдаленные, говорит Моран, чьи исследования легли в основу его недавно завершенной докторской диссертации. Землетрясение магнитудой 7,1 возле Олимпии в 1949 году не затронуло гору Ренье; как и 6,5 в 1965 году между Такомой и Сиэтлом. И есть веские доказательства того, что в 1700 году вулкан не пострадал от землетрясения силой 8-9 баллов в нескольких милях от Тихого океана.
Моран сделал трехмерные изображения, используя технологию, известную как сейсмическая томография. Техника аналогична компьютерной томографии внутренних органов тела. Но вместо того, чтобы посылать рентгеновские лучи через тело, исследователи регистрируют волны энергии от землетрясений. Сейсмометры улавливают сигнатуру землетрясения в виде волны P (первичная), что-то вроде ударной волны, исходящей из эпицентра землетрясения.
Скорость P-волны указывает, является ли порода очень твердой, как гранит, и в этом случае волна движется быстро, или мягкой, как песчаник, и в этом случае волна движется медленнее. По мере того, как паттерны P-волн формируются в результате последовательных землетрясений, ученые могут создать компьютеризированный портрет подповерхностной структуры с различной плотностью, отображаемой в различных оттенках цвета.
Моран собрал свой портрет, добавив 18 сейсмометров, в основном к востоку от горы Рейнир, к 15 постоянным станциям вокруг вулкана. «Это сильно меняет наше понимание горы Рейнир», - говорит Моран.
Еще одна геологическая загадка заключалась в том, могут ли землетрясения, происходящие внутри самого вулкана, быть результатом активного распада горы. «Мы знаем, что землетрясения происходят прямо под вершиной. Чего мы не знаем, так это почему», - говорит Моран, отчасти потому, что их точную глубину трудно определить. Тем не менее, трехмерные изображения впервые указывают на то, что землетрясения, вероятно, произошли глубоко под горой - возможно, от полутора до одной мили ниже уровня моря. Это говорит о том, что землетрясения, вероятно, не вызваны развалом вулкана изнутри. Вместо этого Моран считает, что землетрясения могут быть вызваны горячими жидкостями, циркулирующими в земле под горой Ренье.
Несмотря на качество трехмерных изображений, «глубина землетрясений под вершиной все еще несколько неопределенна», отмечает Моран, потому что на вершине нет сейсмографа, чтобы предоставить необходимые данные. «На данный момент я предполагаю, что нет прямой связи между этими конкретными землетрясениями и опасностями на горе Рейнир», - говорит Моран.
Исторические записи показывают только два примера землетрясений, вызвавших оползни на вулканах. Первым было извержение вулкана Сент-Хелен в 1980 году, которое началось как большой оползень, произошедший одновременно с 5. Землетрясение силой 2 балла прямо под вулканом. Второй случай произошел в Онтаке в Японии в 1984 году. Оползень, очевидно, был вызван землетрясением магнитудой 6,8, произошедшим примерно в шести милях к юго-востоку от вулкана.
Последний большой оползень на горе Рейнир произошел около 500 лет назад, и он породил селевой поток, который окутал то, что сейчас называется Ортинг, к северо-западу от горы. Хотя нет никаких доказательств того, что это было вызвано землетрясением, одно можно сказать наверняка, говорит Моран, «землетрясения являются потенциальными триггерами для оползней».
С Мораном можно связаться по телефону (206) 685-3398 или по электронной почте [email protected]