Международная группа ученых обнаружила доказательства того, что обезвоживание минералов глубоко под океанским дном повлияло на силу землетрясения на Суматре, которое произошло 26 декабря 2004 года.
Землетрясение силой 9,2 балла и последовавшее за ним цунами опустошили прибрежные общины Индийского океана, в результате чего погибло более 250 000 человек.
Исследование землетрясения проводилось во время научной экспедиции по бурению океана в регионе в 2016 году в рамках Международной программы исследования океана (IODP) под руководством ученых из Университета Саутгемптона и Школы горного дела Колорадо.
Во время экспедиции на борту исследовательского судна JOIDES Resolution исследователи впервые взяли пробы отложений и горных пород океанической тектонической плиты, питающей зону субдукции Суматры. Зона субдукции - это область, где сходятся две тектонические плиты Земли, одна из которых скользит под другую, вызывая сильнейшие землетрясения на Земле, многие из которых сопровождаются разрушительными цунами.
Результаты исследования образцов донных отложений, обнаруженных глубоко под морским дном, теперь подробно изложены в новой статье под руководством доктора Андре Хюперса из MARUM-Центра морских наук об окружающей среде Бременского университета, опубликованной в журнале Science.
Соруководитель экспедиции профессор Лиза Макнейл из Университета Саутгемптона говорит: «Цунами 2004 года в Индийском океане было вызвано необычайно сильным землетрясением с обширной зоной разрыва. Мы хотели выяснить, что вызвало такое сильное землетрясение и цунами и что это может означать для других регионов с аналогичными геологическими свойствами."
Ученые сосредоточили свои исследования на процессе обезвоживания осадочных минералов глубоко под землей, который обычно происходит в зоне субдукции. Считается, что этот процесс обезвоживания, на который влияют температура и состав отложений, обычно определяет место и степень скольжения между плитами и, следовательно, силу землетрясения.
На Суматре команда использовала последние достижения в области океанического бурения для извлечения проб на глубине 1,5 км под морским дном. Затем они провели измерения состава отложений, а также химических, термических и физических свойств и провели моделирование, чтобы рассчитать, как отложения и горные породы будут вести себя после того, как они переместятся на 250 км на восток в сторону зоны субдукции и будут погребены значительно глубже, достигнув более высоких температур..
Исследователи обнаружили, что отложения на дне океана, образовавшиеся в результате эрозии с Гималаев и Тибетского нагорья и перенесенные реками на тысячи километров по суше и в океан, достаточно толсты, чтобы достичь высоких температур и привести к процесс обезвоживания до завершения до того, как осадки достигнут зоны субдукции. Это создает необычайно прочный материал, позволяющий землетрясению проскользнуть по поверхности субдукционного разлома на меньшие глубины и по большей площади разлома, что вызвало исключительно сильное землетрясение, наблюдавшееся в 2004 году.
Д-р Андре Хюперс из Бременского университета говорит: «Наши результаты объясняют размеры большой области разрыва, которая была характерной чертой землетрясения 2004 года, и предполагают, что другие зоны субдукции с толстыми и более горячими отложениями и породами, также может испытать это явление.
Это будет особенно важно для зон субдукции с ограниченными или отсутствующими историческими субдукционными землетрясениями, где потенциал опасности неизвестен. Землетрясения в зоне субдукции обычно имеют время повторения от нескольких сотен до тысячи лет. Поэтому наши сведения о предыдущих землетрясениях в некоторых зонах субдукции могут быть очень ограниченными».
Похожие зоны субдукции существуют в Карибском море (Малые Антильские острова), у берегов Ирана и Пакистана (Макран) и у западных США и Канады (Каскадия). Команда продолжит исследования образцов и данных, полученных во время буровой экспедиции на Суматре, в течение следующих нескольких лет, включая лабораторные эксперименты и дальнейшее численное моделирование, и они будут использовать свои результаты для оценки потенциальных будущих опасностей как на Суматре, так и в этих сопоставимых субдукциях. зоны.