Землетрясения настолько малы и глубоки, что человек, стоящий в Сиэтле, никогда их не почувствует. Фактически, до начала 2000-х никто не знал, что они вообще произошли. Теперь ученые из Университета Райса раскопали подробности о структуре Земли, где происходят эти крошечные толчки.
Постдокторский исследователь Райса и сейсмолог Джонатан Делф и ученые-геологи Фенглин Ниу и Алан Левандер приводят доводы в пользу вторжения жидкости, связанного с проскальзыванием глубоко внутри окраины Каскадия у побережья Тихоокеанского Северо-Запада.
Их статья, опубликованная в журнале Американского геофизического союза G eophysical Research Letters, связывает флюиды, выходящие из глубокой субдукции, с частыми сотрясениями, которые, по словам Делфа, происходят в относительно медленном движении по сравнению с внезапными, сильными толчками, которые иногда ощущаются Южные калифорнийцы на южной оконечности западного побережья.
«Это не большие, мгновенные события, такие как типичное землетрясение», - сказал Дельф. «Они сейсмически малы, но их много, и они являются частью медленного землетрясения, которое может длиться недели, а не секунды».
Документ Дельфа является первым, в котором показаны изменения в масштабе и объеме флюидов, поступающих из обезвоживающих минералов, и то, как они связаны с этими низкоскоростными землетрясениями. «Наконец-то мы подошли к тому моменту, когда можем обратиться к невероятному количеству исследований, проведенных на северо-западе Тихого океана, и попытаться собрать их воедино», - сказал он. «Результатом является лучшее понимание того, как структура сейсмической скорости на окраине соотносится с другими геологическими и тектоническими наблюдениями».
Североамериканская плита и плита Хуан-де-Фука, небольшой остаток гораздо более крупной тектонической плиты, которая раньше погружалась под Северную Америку, встречаются в зоне субдукции Каскадия, которая простирается от побережья северной Калифорнии до Канады.. По мере того, как плита Хуан-де-Фука движется на северо-восток, она опускается ниже Северо-Американской плиты.
Дельф сказал, что флюиды, высвобождаемые из минералов по мере их нагревания на глубине от 30 до 80 километров, распространяются вверх вдоль границы плит в северной и южной частях окраины и задерживаются в отложениях, которые погружаются под толщу Маржа Cascadia.
«Этот поддвинутый осадочный материал застревает на дне Североамериканской плиты», - сказал он. «Это может привести к проникновению жидкости. Мы не знаем точно почему, но это хорошо коррелирует с наблюдаемыми нами пространственными вариациями плотности дрожания. Мы начинаем понимать структуру края, где эти толчки более распространены».
Исследование Delph основано на обширных сейсмических записях, собранных за десятилетия и размещенных в хранилище сейсмических данных IRIS, поддерживаемом Национальным научным фондом, в рамках институционального сотрудничества, направленного на то, чтобы сделать сейсмические данные общедоступными.
«Мы не знали, что эти толчки существуют до начала 2000-х годов, когда они были связаны с небольшими изменениями направления GPS-станций на поверхности», - сказал он. «Их чрезвычайно трудно обнаружить. По сути, они не похожи на землетрясения. Они выглядят как периоды более высоких шумов на сейсмометрах.
«Нам нужны были высокоточные измерения GPS и сейсмометра, чтобы увидеть, что эти толчки сопровождают изменения в движении GPS», - сказал Дельф. «Из записей GPS мы знаем, что некоторые части северо-западного побережья Тихого океана меняют направление в течение нескольких недель. Это коррелирует с сильными шумовыми сигналами «дрожания», которые мы наблюдаем в сейсмометрах. дольше, чем традиционные землетрясения, и с гораздо меньшей скоростью».
Он сказал, что это явление присутствует не во всех зонах субдукции. «Этот процесс довольно ограничен тем, что мы называем «горячими зонами субдукции», где субдукционная плита относительно молода и, следовательно, теплая», - сказал Дельф.«Это позволяет минералам, которые несут воду, обезвоживаться на меньших глубинах.
"В «более холодных» зонах субдукции, таких как центральная часть Чили или регион Тохоку в Японии, мы не видим эти толчки так часто, и мы думаем, что это потому, что минералы не выпускают свою воду, пока они не на больших глубинах», - сказал он. «Зона субдукции Каскадия, по-видимому, ведет себя совершенно иначе, чем эти более холодные зоны субдукции, которые вызывают сильные землетрясения чаще, чем Каскадия. Это может быть каким-то образом связано с этими медленными землетрясениями, которые могут высвобождать столько же энергии, сколько землетрясение магнитудой 7. в течение их продолжительности. Это постоянная область исследований."