Изумрудный залив, Калифорния, красивое место на юго-западном берегу озера Тахо, окруженное суровым ландшафтом, в том числе скалистыми утесами и остатками горных ледников. Каким бы живописным он ни был, этот район также представляет собой сложную структурную головоломку. Понимание истории движения разломов в бассейне озера Тахо важно для оценки опасности землетрясений для разработчиков региональной политики.
Район озера Тахо изобилует активными разломами, многие из которых создали драматические и бурные ландшафты. Район озера Тахо расположен между микроплитой Сьерра-Невада на западе и провинцией Бассейн и хребет на востоке. Движение микроплиты Сьерра-Невада на северо-запад создает напряжения, которые могут вызывать как сдвиговые (горизонтальные), так и вертикальные движения по разломам. В течение многих лет геологи путешествовали по неприступной местности вокруг Изумрудной бухты, отмечая, где разломы пересекают ландшафт, но детальная картина разломов все еще отсутствовала.
Два из этих разломов - зона фронтального разлома Тахо-Сьерра (TSFFZ) и зона разлома Западный Тахо-Доллар-Пойнт (WTDPFZ) - тянутся вдоль западного берега озера Тахо, но их непрерывность через ландшафты и природу об их движении обсуждалось почти два десятилетия. Ричард Швейкерт из Университета Невада-Рино (UNR), входящий в группу геологов и инженеров из UNR, Геологической службы США и Университета Санта-Клары, сказал: «Мы нашли множество свидетельств наличия уступов (то есть разломов) которые пересекают ледниковые морены вдоль западной стороны озера Тахо, в частности вокруг Изумрудного залива."
Но больше всего их интересовало то, через что они не могли пройти пешком. «Мы отчаянно хотели увидеть, что на самом деле происходит на дне [Изумрудной бухты]». Исследовательская группа решила изучить разломы как «по суше, так и по морю».
В новой статье в журнале Geosphere Швайкерт и его коллеги описывают ряд глубоких погружений, в ходе которых были обнаружены признаки крупных разломов на дне Изумрудной бухты. Используя дистанционно управляемый аппарат или ROV, и ранее опубликованные изображения многолучевого эхолота, команда создала подробную карту батиметрии (глубина и форма) и геологии в Изумрудной бухте..
Батиметрическая съемка с высоким разрешением показала четкие доказательства уступов, пересекающих подводные ледниковые отложения и озерные отложения, а также оползневые отложения, обрушившиеся в залив после таяния ледников. Основываясь на возрасте близлежащих морен, Швейкерт говорит, что уступы в большинстве случаев моложе примерно 20 000 лет.
Уступы разломов в заливе очень острые, с крутыми склонами, наклон которых составляет от 30 до 60 градусов - удивительно крутой для уступов, которым могут быть тысячи лет. «Вы увидите этот крутой угол только на участках разломов, которые только что сдвинулись в течение последних нескольких сотен лет», - говорит Швайкерт, но отмечает, что уступы, вероятно, сохранились, находясь под водой, а не постоянно подвергаясь воздействию проточной воды на суше.
Schweickert говорит, что батиметрические данные в сочетании с прямыми подводными наблюдениями с ROV убедительно показывают, что уступы связаны с разломами. «Мы смогли создать карты с самым высоким разрешением и максимальным количеством деталей в бассейне озера Тахо», - добавил он.
Изучив данные ROV, батиметрии и лидара, команда отметила, что за последние 20 000 лет TSFFZ и WTDPFZ двигались вертикально, без сдвигового движения. Швейкерт говорит, что их открытие было немного парадоксальным по сравнению с тем, что можно было ожидать в бассейне озера Тахо. Спутниковые GPS-измерения за период от 10 до 15 лет показывают движение региона озера Тахо на северо-запад относительно внутренней части Северной Америки. Но TSFFZ и WTDPFZ не отражают это направление движения - по крайней мере, в последнее время.
«Я думаю, это показывает нам, что данные GPS на самом деле не говорят нам о том, что сами разломы делают в локальном масштабе», - говорит Швейкерт. «Они делают свое дело». Он добавляет, что ученые, изучающие другие разломы в районе озера Тахо, пришли к аналогичным выводам.
Тем не менее, Швейкерт отмечает, что формы рельефа вокруг Изумрудной бухты, которым примерно 100 000 лет, выглядят так, как будто когда-то в прошлом они испытали правостороннее сдвиговое движение. «Разломы могут перемещаться в разных направлениях в течение длительных периодов времени», - говорит он. «То, что мы видим, что некоторые из них что-то делают прямо сейчас, не означает, что у них не было более сложной истории в недалеком прошлом».
«В этой истории есть еще кое-что, о чем еще нужно знать», - говорит Швейкерт и отмечает, что исследования, подобные их, имеют значение для политики и планирования.