Новые исследования показывают, что сильные землетрясения могут вызвать подводные оползни за тысячи миль, недели или месяцы после землетрясения.
Исследователи, анализирующие данные донных сейсмометров океана у побережья Вашингтона и Орегона, связали серию подводных оползней в зоне субдукции Каскадия, от 80 до 161 км (от 50 до 100 миль) от северо-западного побережья Тихого океана, с магнитудой 2012 года. Землетрясение магнитудой 8,6 в Индийском океане - на расстоянии более 13 500 километров (8 390 миль). Эти подводные оползни происходили с перерывами в течение почти четырех месяцев после апрельского землетрясения.
Предыдущее исследование показало, что землетрясения могут вызвать дополнительные землетрясения в других разломах по всему миру, но новое исследование показывает, что землетрясения также могут вызывать подводные оползни вдали от места землетрясения.
«Основное предположение… заключается в том, что эти морские оползни вызваны локальными землетрясениями», - сказал Пол Джонсон, океанограф из Вашингтонского университета в Сиэтле и ведущий автор нового исследования, опубликованного в Журнале геофизических исследований.: Solid Earth, журнал Американского геофизического союза. «Но в нашей статье говорится: «Нет, их можно получить из землетрясений в любой точке земного шара».
Новые результаты могут усложнить учет отложений, используемых для оценки риска землетрясений. По словам авторов исследования, если подводные оползни могут быть вызваны землетрясениями вдали, а не только близкими, ученым, возможно, придется рассмотреть вопрос о том, образовались ли отложения в результате локального или отдаленного землетрясения, прежде чем использовать их для датирования местных событий и оценки риска землетрясений.
Подводные оползни, наблюдаемые в исследовании, меньше и более локализованы, чем широкомасштабные оползни, вызванные сильным землетрясением непосредственно на самой окраине Каскадии, но эти подводные оползни, вызванные отдаленными землетрясениями, все же могут вызывать локальные цунами и наносить ущерб подводные кабели связи, по мнению авторов исследования.
Счастливая случайность
Открытие того, что оползни Каскадии были вызваны отдаленным землетрясением, было случайностью, сказал Джонсон.
Ученые разместили сейсмометры на дне океана у побережья Вашингтона и Орегона для обнаружения крошечных землетрясений, а также для измерения температуры и давления океана в тех же местах. Когда Джонсон узнал о сейсмометрах на научном собрании, он решил проанализировать данные, собранные приборами, чтобы увидеть, сможет ли он обнаружить доказательства тепловых процессов, влияющих на температуру морского дна, таких как образование гидрата метана.
Джонсон и его команда объединили данные о температуре морского дна с данными о давлении и сейсмометрах, а также видеокадры приборов, покрытых отложениями, за 2011-2015 годы. Небольшие колебания температуры происходили в течение нескольких месяцев, за которыми следовали большие скачки температуры в течение периода от двух до 10 дней. Они пришли к выводу, что эти изменения температуры могут быть только признаками многочисленных подводных оползней, которые сбрасывают отложения в воду. Эти оползни привели к тому, что теплая вода на мелководье стала более плотной и стекала вниз по окраине Каскадии после землетрясения силой 8,6 балла в Индийском океане 11 апреля 2012 года, вызвавшего скачки температуры.
Окраина Каскадия простирается более чем на 1 100 километров (684 мили) от северо-западного побережья Тихого океана с севера на юг, охватывая область над нижележащей зоной субдукции, где одна тектоническая плита скользит под другую.
Крутые подводные склоны высотой в сотни футов окаймляют границу. Отложения накапливаются на вершине этих крутых склонов. Когда сейсмические волны землетрясения в Индийском океане достигли этих крутых подводных склонов, они толкнули толстые отложения, сложенные на вершинах склонов. Это сотрясение привело к тому, что участки отложений откололись и соскользнули вниз по склону, создав каскад оползней по всему склону. По словам авторов, осадки не выпадали сразу, поэтому оползни происходили в течение четырех месяцев после землетрясения.
Более крутые склоны у побережья Вашингтон-Орегон, такие как склоны каньона Куино, который спускается на 1420 метров (4660 футов) под углом до 40 градусов, делают этот район особенно подвержен подводным оползням. Толстые отложения наносов также усиливают сейсмические волны отдаленных землетрясений. Мелкие частицы отложений движутся, как рябь, взвешенные в жидкости, усиливая волны.
"Итак, все эти штуки подготовлены и готовы рухнуть, если где-то произойдет землетрясение", - сказал Джонсон.
Нарушение записи осадка
Новое открытие может иметь последствия для цунами в регионе и может усложнить оценку риска землетрясений, по словам авторов исследования.
Зоны субдукции, такие как окраина Каскадия, подвержены риску цунами. Когда одна тектоническая плита скользит под другую, они сцепляются вместе, накапливая энергию. Когда плиты наконец соскальзывают, они высвобождают эту энергию и вызывают землетрясение. Это внезапное движение не только дает любой воде над разломом огромный толчок вверх, но также опускает прибрежную землю рядом с ней, поскольку вышележащая плита выравнивается, делая береговую линию более уязвимой для волн вытесненной воды.
Подводные оползни увеличивают этот риск. По словам Джонсона, они также отбрасывают океанскую воду с пути, что может вызвать цунами на местном побережье.
Ученые также используют записи подводных отложений для оценки риска землетрясений. Путем бурения керна отложений в открытом море и расчета возраста между оползневыми отложениями ученые могут создать временную шкалу прошлых землетрясений, используемую для прогнозирования того, как часто землетрясения могут происходить в регионе в будущем и насколько сильными они могут быть.
Землетрясение на северо-западе Тихого океана вызовет подводные оползни вдоль всего побережья от Британской Колумбии до Калифорнии. Но новое исследование показало, что далекое землетрясение может привести к оползням шириной до 20-30 километров (от 12 до 19 миль). Это означает, что когда ученые берут керны отложений, чтобы определить, как часто происходят локальные землетрясения, они могут быть не в состоянии сказать, попали ли слои отложений на морское дно в результате отдаленного или локального землетрясения.
Джонсон говорит, что потребуется больше образцов керна в более широком диапазоне границ, чтобы определить более точное чтение геологической летописи и обновить оценки риска землетрясений.