Сильные землетрясения, по-видимому, следуют за кратким эпизодом «неглубокой ползучести мантии» и «сейсмических роев», предполагает новое исследование Университета штата Орегон, предлагающее объяснение форшоков, наблюдаемых до сильных землетрясений.
Опубликованные сегодня в журнале Nature Geoscience выводы являются важным шагом на пути к пониманию взаимосвязи и взаимодействий между асейсмическими подвижками и сейсмическими подвижками. Сейсмическое скольжение, также известное как тихое скольжение или медленное скольжение, представляет собой смещение вдоль разлома, которое происходит без заметной сейсмической активности.
Исследование включало разлом Бланко Трансформ у побережья штата Орегон; трансформный разлом - это граница плиты, на которой движение в основном горизонтальное.
Под водой трансформные разломы соединяют смещенные срединно-океанические «центры спрединга», места на гребнях морского дна, где новая океаническая кора формируется в результате вулканической активности и постепенно отходит от хребта.
«Медленное скольжение напрямую вызывает сейсмическое смещение - мы это видим», - сказал соавтор Вацлав Куна, аспирант факультета геологии и геофизики Колледжа наук о Земле, океане и атмосфере ОГУ. «Результаты очень интересны и могут иметь более широкое значение для понимания того, как работают эти и, возможно, другие типы ошибок».
Исследователи разместили 55 сейсмометров на дне океана в районе разлома Бланко в течение года.
«Это очень сейсмически активный разлом, который вызывает сильные землетрясения с большей частотой, чем большинство разломов на суше, что делает его идеальным для изучения процесса генерации землетрясений», - сказал Куна.
Развертывание сейсмометра - с сентября 2012 г. по октябрь 2013 г. - привело к обнаружению более 1 600 землетрясений на хребте Бланко, 130-километровом сегменте разлома Бланко, который служил областью исследования.
Две отчетливые неровности - в основном неровные края - вдоль разрыва хребта примерно каждые 14 лет происходят землетрясения силой 6 баллов.
«Наша работа стала возможной благодаря недавним достижениям в долгосрочном развертывании донных сейсмометров, и это всего лишь второй крупный проект, нацеленный на океанический трансформный разлом», - сказал соавтор Джон Набелек, профессор геологии и геофизики в ОСУ.
В своей самой южной точке разлом Бланко-Трансформ находится примерно в 100 милях от мыса Бланко, самой западной точки штата Орегон, а разлом проходит на северо-запад до точки примерно в 300 милях от Ньюпорта.
Зона субдукции Каскадия, разлом, простирающийся от Британской Колумбии до северной Калифорнии, лежит между разломом Бланко и береговой линией. Разлом был местом землетрясения силой 9 баллов в 1700 году, и в нем накапливается напряжение, когда плита Хуан-де-Фука скользит под Североамериканскую плиту.
Некоторые ученые предсказывают 40-процентную вероятность еще одного землетрясения магнитудой 9 или более, которое произойдет вдоль разлома в следующие 50 лет.
«Разлом Бланко находится всего в 400 километрах от берега», - сказал Набелек. «Скольжение на Бланко может фактически вызвать сдвиг в зоне субдукции в Каскадии; оно должно быть большим, но сильное землетрясение на Бланко может вызвать сдвиг в зоне субдукции».
Земля состоит из слоев под корой, самой внешней оболочкой, толщина которой варьируется от примерно 40 миль (континентальная кора на горных хребтах) до примерно 2 миль (океаническая кора срединно-океанических хребтов).
Граница между земной корой и следующим слоем, верхней мантией, известна как Мохо.
«Мы видим медленные асейсмические подвижки, которые происходят на глубине разлома под Мохо и нагружают более мелкую часть разлома», - сказал Набелек.«Мы можем видеть взаимосвязь между подвижкой мантии и подвижкой коры. Подвижка на глубине, скорее всего, вызывает большие землетрясения. Большим предшествуют форшоки, связанные с ползучести».
Куна объясняет, что слои имеют разный уровень сейсмической «связи», способность разлома замыкаться на неровностях и накапливать напряжение.
«Кора полностью сцеплена - весь оползень высвобождается сейсмическим образом», - сказал Куна. Разлом в неглубокой мантии частично сопряжен, частично нет, и выбросы проскальзывают и сейсмически, и асейсмически. Глубинная мантия полностью ползет, развязывается, без землетрясений. Наши результаты также показывают, что сейсмические сдвиги могут напрямую вызывать землетрясения, что может иметь последствия для активных разломов на суше».
Национальный научный фонд поддержал это исследование.