Co se děje o 90 mil (150 km) pod povrchem Země? Obrázek prostřednictvím dobrých fotografií zdarma.

Mil Bodmer, University of Oregon a Doug Toomey, University of Oregon

The Pacific Northwest je známý pro mnoho věcí – jeho pivo, jeho hudba, jeho mýtické velké-footed stvoření. Většina lidí to nespojuje se zemětřesením, ale měli by., To je doma k Trajektu megathrust chyba, která se spouští 600 mil (966 km) od Severní Kalifornie až na Vancouver Island v Kanadě, zahrnující několik velkých metropolitních oblastech, včetně Seattlu a Portlandu, Oregon.

tato geologická chyba byla v nedávné paměti relativně tichá. Tam nebylo mnoho široce cítil otřesy podél Cascadia megathrust, rozhodně nic, co by soupeř katastrofické události, jako v roce 1989 Loma Prieta zemětřesení podél aktivní San Andreas v Kalifornii. To ale neznamená, že zůstane zticha., Vědci vědí, že má potenciál pro velká zemětřesení – až magnitudu 9.

geofyzici již více než deset let vědí, že ne všechny části chyby Cascadia megathrust se chovají stejně. Severní a Jižní sekce jsou mnohem seismicky aktivnější než centrální část-s častými malými zemětřeseními a půdními deformacemi, které si obyvatelé často nevšimnou. Ale proč existují tyto variace a co je vede k nim?,

náš výzkum se snaží odpovědět na tyto otázky vytvořením obrazů toho, co se děje hluboko v zemi, více než 90 mil (144 km) pod chybou. Identifikovali jsme oblasti, které se zvedají pod těmito aktivními sekcemi, které podle nás vedou k pozorovatelným rozdílům podél chyby Cascadia.

Cascadia a’Really Big One‘

subdukční zóna Cascadia je oblast, kde se srazí dvě tektonické desky. Juan de Fuca, malý oceánský talíř, je poháněn pod severoamerickou deskou, na jejímž vrcholu sedí kontinentální USA.,

deska Juan de Fuca splňuje severoamerickou desku pod chybou Cascadia. Obrázek přes USGS.

subdukční systémy-kde jedna tektonická deska klouže nad druhou-jsou schopny produkovat největší známá zemětřesení na světě. Ukázkovým příkladem je zemětřesení Tohoku z roku 2011, které otřáslo Japonskem.

Cascadia je seismicky velmi tichá ve srovnání s jinými subdukčními zónami – ale není zcela neaktivní. Výzkum naznačuje, že porucha praskla v události velikosti 9.0 v roce 1700., To je zhruba 30krát silnější než největší předpokládané zemětřesení v San Andreas. Vědci naznačují, že jsme ve zhruba 300 až 500letém okně, během kterého může dojít k další velké události Cascadia.

v severní a Jižní Cascadii se každoročně koná mnoho menších nepoškozujících a nelítostných událostí. V centrální Cascadii, která je základem většiny Oregonu, je však velmi malá seismicita. Proč by se stejná chyba v různých regionech chovala jinak?,

v posledním desetiletí vědci provedli několik dalších pozorování, která zdůrazňují variace podél poruchy.

jeden má co do činění s blokováním desek, což nám říká, kde se stres hromadí podél poruchy. Pokud jsou tektonické desky uzamčeny-to znamená, že se opravdu drží pohromadě a nemohou se pohybovat kolem sebe – vytváří se stres. Nakonec může být tento stres rychle uvolněn jako zemětřesení, s velikostí v závislosti na tom, jak velká je náplast poruchy, která se rozpadá.

a GPS geosensor ve Washingtonu., Obrázek přes Bdelisle.

Geologové nedávno byli schopni nasadit stovky GPS sleduje přes Cascadia zaznamenat jemné deformace půdy, které vyplývají z „talíře“ neschopnost klouzat kolem sebe. Stejně jako historická seismicita, zamykání desek je častější v severní a jižní části Cascadie.

geologové jsou nyní také schopni pozorovat obtížně detekovatelné seismické rumblings známé jako třes. Tyto události se vyskytují v časovém rozpětí několika minut až týdnů, což trvá mnohem déle než typické zemětřesení., Nezpůsobují velké pozemní pohyby, i když mohou uvolnit značné množství energie. Vědci objevili tyto signály pouze za posledních 15 let, ale trvalé seismické stanice pomohly vybudovat robustní katalog událostí. Třes se také zdá být více koncentrovaný podél severní a jižní části poruchy.

Co by způsobilo tuto situaci, přičemž oblast pod Oregonem je všemi těmito opatřeními relativně méně aktivní? Abychom vysvětlili, museli jsme se podívat hluboko, přes 100 kilometrů (60 mil) pod povrch, do zemského pláště.,

Zelené tečky a modré trojúhelníky ukazují umístění seismické monitorovací stanice. Obrázek přes Bodmer et al., 2018, Geofyzikální Výzkumné Dopisy.

Zobrazovací Země pomocí vzdálené zemětřesení

Lékaři používají elektromagnetické vlny „vidět“ vnitřní struktury, jako jsou kosti, aniž byste museli otevřít lidského pacienta k jejich zobrazení přímo. Geologové obraz země v podstatě stejným způsobem. Místo rentgenového záření používáme seismickou energii vyzařující ze vzdálené magnitudy 6.,0-Plus zemětřesení, které nám pomohou“ vidět “ funkce, ke kterým se fyzicky prostě nemůžeme dostat. Tato energie cestuje jako zvukové vlny skrze struktury Země. Když je hornina teplejší nebo částečně roztavená i malým množstvím, seismické vlny zpomalují. Měřením doby příjezdu seismických vln vytváříme 3D snímky ukazující, jak rychle nebo pomalu seizmické vlny procházejí určitými částmi země.

seismometry dna oceánu čekající na nasazení během iniciativy Cascadia. Obrázek přes Emilie Hooft.,

abychom viděli tyto signály, potřebujeme záznamy ze seismických monitorovacích stanic. Více senzorů poskytuje lepší rozlišení a jasnější obraz – ale shromažďování více dat může být problematické, když polovina oblasti, o kterou máte zájem, je pod vodou. S cílem řešit tuto výzvu, byli jsme součástí týmu vědců, který nasazeny stovky seismometry na dně oceánu u západního USA přes rozpětí čtyř let, počínaje rokem 2011. Tento experiment, iniciativa Cascadia, byl vůbec první, který pokryl celou tektonickou desku nástroji v rozestupu zhruba 30 mil (50 km).,

našli jsme dvě anomální oblasti pod chybou, kde seismické vlny pohybují pomaleji, než se očekávalo. Tyto anomálie jsou velké, asi 90 mil (150 km) v průměru, a ukázat se pod severní a jižní části poruchy. Nezapomeňte, že tam vědci již pozorovali zvýšenou aktivitu: seismicitu. Zajímavé je, že anomálie nejsou přítomny pod centrální částí poruchy, pod Oregonem, kde vidíme pokles aktivity.,

oblasti, kde se seismické vlny pohybovaly pomaleji, jsou v průměru červenější, zatímco oblasti, kde se pohybovaly rychleji, jsou modřejší. Pomalejší anomální oblasti 90 mil (150 km) pod zemským povrchem odpovídaly tomu, kde jsou kolizní desky více zamčené a kde je častější třes. Obrázek přes Bodmer et al., 2018, Geofyzikální Výzkumné Dopisy.

takže co přesně jsou tyto anomálie?

tektonické desky se vznášejí na zemské skalnaté vrstvě pláště., Tam, kde plášť pomalu stoupá po miliony let, se skála dekompresuje. Vzhledem k tomu, že je při tak vysokých teplotách, téměř 1500 stupňů Celsia (2700 F) v hloubce 100 km (60 mi), může se tak lehce roztavit.

tyto fyzické změny způsobují, že anomální oblasti jsou více bujné-roztavená horká hornina je méně hustá než pevná chladnější hornina. Právě tento vztlak podle nás ovlivňuje to, jak se výše uvedená chyba chová. Horká, částečně roztavená oblast tlačí nahoru na to, co je výše, podobně jako by se heliový balón mohl zvednout proti listu přehozenému nad ním., Věříme, že to zvyšuje síly mezi oběma deskami, což způsobuje, že jsou silněji spojeny, a tím více plně uzamčeny.

obecná předpověď pro kde, ale ne, když

Naše výsledky poskytují nový pohled na to, jak to subdukční zóny, a možná ostatní, chová více než geologické časové rámce miliony let. Bohužel naše výsledky nelze předvídat, kdy dojde k dalšímu velkému zemětřesení Cascadia megathrust., To bude vyžadovat další výzkum a husté aktivní sledování subdukční zóny, a to jak na souši a na moři, s použitím seismické a GPS-jako stanice k zachycení krátkodobých jevů.

naše práce naznačuje, že velká událost pravděpodobně začne buď v Severní nebo jižní části poruchy, kde jsou desky plně uzamčeny, a dává možný důvod, proč tomu tak může být.,

Je důležité pro veřejnost a tvůrci politik, aby zůstali informováni o potenciálním riziku v žijící ve společné domácnosti s subdukční zóny chyba a na podporu programů, jako jsou Zemětřesení Včasného Varování, které se snaží rozšířit naše schopnosti monitorování a zmírnění ztráty v případě velké prasknutí.

Mil Bodmer, Ph.d. Student v Věd o Zemi, University of Oregon a Doug Toomey, Profesor Věd o Zemi, University of Oregon

Tento článek je publikován z Rozhovoru pod licencí Creative Commons. Přečtěte si původní článek.,

Sečteno a podtrženo: části kaskádové poruchy pacifického severozápadu jsou seismicky aktivnější než ostatní. Zobrazovací data naznačují proč.

Členové EarthSky společenství – včetně vědců, stejně jako věda a příroda spisovatelů z celého světa – zvážit, co je pro ně důležité. Foto Robert Spurlock.