Ученые разработали метод оценки слабости внешних слоев Земли, который поможет объяснить и предсказать вулканическую активность и землетрясения.
Опубликованное сегодня в журнале Science исследование описывает новую модель движения Земли от верхней коры до верхней мантии (400 км под поверхностью), что позволяет делать прогнозы в гораздо меньших масштабах, чем это было возможно ранее.
Исследование является результатом сотрудничества ученых из Университета Иллинойса в США и Университета Аделаиды в Австралии.
Геодинамическое моделирование основано на знании «вязкости» или сопротивления изменению формы внешних слоев Земли.
«Создать реалистичные модели этих движений было сложно, потому что маломасштабные изменения вязкости часто плохо известны», - говорит соавтор доктор Деррик Хастерок из Школы физических наук Университета Аделаиды.
"По сути, мы разработали метод оценки мелкомасштабных (от 1 до 10 километров) вариаций вязкости в верхних 400 км земной коры с использованием методов наземных электромагнитных изображений."
Полученная модель позволяет значительно улучшить модели течения, которые можно использовать для прогнозирования сил, вызывающих деформацию тектонических плит, и источников потенциальной сейсмической и вулканической активности.
«Этот метод поможет нам понять происходящие процессы, вызывающие землетрясения и вулканическую активность», - говорит доктор Хастерок. «Мы сможем понять, почему в прошлом происходили землетрясения и извержения вулканов, и искать места, где это потенциально может произойти в будущем."
Разработанный ими метод использует технику электромагнитной визуализации, называемую магнитотеллурической, для оценки электропроводности под поверхностью Земли.
"Те же факторы, которые влияют на электропроводность ─ температура, содержание воды и наличие расплавленного материала (магмы) ─ также влияют на вязкость или прочность. Чем горячее, влажнее или более расплавленное, тем слабее структура," говорит ведущий автор доктор Лиджун Лю из Университета Иллинойса.
"Мы смогли изучить процессы, происходящие под поверхностью Земли, в гораздо меньшем масштабе, чем предыдущее геодинамическое моделирование."
Исследователи использовали данные магнитотеллурического исследования западной части Соединенных Штатов, чтобы показать свои модельные работы. В настоящее время существует общеконтинентальный проект по картированию верхней мантии Австралии с использованием того же электромагнитного метода, и исследователи полагают, что применение этих данных к их новой модели позволит лучше понять вулканическую и сейсмическую активность вдоль юго-восточного и восточного побережья Австралии.