Hvad der foregår omkring 90 miles (150 km), under Jordens overflade? Billede via gode gratis billeder.
Ved Km Bodmer, University of Oregon og Doug Toomey, University of Oregon
Pacific Northwest, som er kendt for mange ting – sin øl, sin musik, sin store mytiske-footed væsener. De fleste mennesker forbinder det ikke med jordskælv, men de burde., Det er hjemsted for Cascadia megathrust-fejlen, der løber 600 miles (966 km) fra det nordlige Californien op til Vancouver Island i Canada, der spænder over flere større storbyområder, herunder Seattle og Portland, Oregon.
denne geologiske fejl har været relativt stille i nyere hukommelse. Der har ikke været mange en udbredt opfattelse, quakes langs Cascadia megathrust, bestemt ikke noget, der ville rivaliserende en katastrofal begivenhed, som 1989 Loma Prieta-jordskælvet langs den aktive San Andreas i Californien. Det betyder dog ikke, at det bliver stille., Forskere ved, at det har potentialet for store jordskælv – så stor som styrke 9.geofysikere har i over et årti kendt, at ikke alle dele af Cascadia megathrust-fejlen opfører sig det samme. De nordlige og sydlige sektioner er meget mere seismisk aktive end den centrale del – med hyppige små jordskælv og jorddeformationer, som beboerne ikke ofte bemærker. Men hvorfor eksisterer disse variationer, og hvad giver anledning til dem?,
vores forskning forsøger at besvare disse spørgsmål ved at konstruere billeder af, hvad der sker dybt inde i jorden, mere end 90 miles (144 km) under fejlen. Vi har identificeret regioner, der stiger op under disse aktive sektioner, som vi mener fører til de observerbare forskelle langs Cascadia-fejlen.
Cascadia og den ‘virkelig store’
Cascadia-subduktions zoneonen er en region, hvor to tektoniske plader kolliderer. Juan de Fuca, en lille oceanisk plade, køres under den nordamerikanske plade, oven på hvilken det kontinentale USA sidder.,
Juan de Fuca plade mødes den nordamerikanske plade under Cascadia fejl. Billede via USGS.Subduktionssystemer-hvor en tektonisk plade glider over en anden-er i stand til at producere verdens største kendte jordskælv. Et godt eksempel er jordskælvet i Tohoku i 2011, der rystede Japan.
Cascadia er seismisk meget stille sammenlignet med andre subduktions zonesoner – men det er ikke helt inaktivt. Forskning viser fejlen bristet i en størrelsesorden 9.0 begivenhed i 1700., Det er cirka 30 gange kraftigere end det største forudsagte San Andreas jordskælv. Forskere foreslår, at vi er inden for det cirka 300 – til 500-årige vindue, hvor en anden stor Cascadia-begivenhed kan forekomme.
mange mindre undamaging og unfelt begivenheder finder sted i det nordlige og sydlige Cascadia hvert år. I det centrale Cascadia, der ligger til grund for det meste af Oregon, er der imidlertid meget lidt seismicitet. Hvorfor skulle den samme fejl opføre sig anderledes i forskellige regioner?,
i løbet af det sidste årti har forskere foretaget flere yderligere observationer, der fremhæver variationer langs fejlen.
man har at gøre med pladelåsning, som fortæller os, hvor stress akkumuleres langs fejlen. Hvis de tektoniske plader er låst-det vil sige virkelig sidder fast sammen og ikke er i stand til at bevæge sig forbi hinanden – bygger stress. Til sidst, at stress kan frigives hurtigt som et jordskælv, med størrelsen afhængigt af hvor stor patch af fejl, der brister er.
EN GPS geosensor i Washington., Billede via bdelisle.geologer har for nylig været i stand til at implementere hundreder af GPS-skærme over Cascadia for at registrere de subtile jorddeformationer, der skyldes pladernes manglende evne til at glide forbi hinanden. Ligesom Historisk seismicitet er pladelåsning mere almindelig i de nordlige og sydlige dele af Cascadia.geologer er nu også i stand til at observere vanskelige at opdage seismiske rumblings kendt som tremor. Disse begivenheder forekommer i løbet af flere minutter op til uger, tager meget længere tid end et typisk jordskælv., De forårsager ikke store jordbevægelser, selvom de kan frigive betydelige mængder energi. Forskere har kun opdaget disse signaler i de sidste 15 år, men permanente seismiske stationer har hjulpet med at opbygge et robust katalog over begivenheder. Tremor synes også at være mere koncentreret langs de nordlige og sydlige dele af fejlen.
Hvad ville forårsage denne situation, med området under Oregon relativt mindre aktivt ved alle disse foranstaltninger? For at forklare måtte vi se dybt, over 100 kilometer (60 miles) under overfladen, ind i jordens mantel.,
grønne prikker og blå trekanter viser placeringer af seismiske overvågningsstationer. Billede via Bodmer et al., 2018, Geofysiske Forskningsbreve.
billeddannelse af jorden ved hjælp af fjerne jordskælv
læger bruger elektromagnetiske bølger til at “se” interne strukturer som knogler uden at skulle åbne en menneskelig patient for at se dem direkte. Geologer billede jorden på samme måde. I stedet for røntgenstråler bruger vi seismisk energi, der udstråler fra fjern Størrelse 6.,0 – plus jordskælv for at hjælpe os med at ” se ” funktioner, vi fysisk bare ikke kan komme til. Denne energi bevæger sig som lydbølger gennem jordens strukturer. Når rock er varmere eller delvist smeltet af selv en lille mængde, seismiske bølger bremse. Ved at måle ankomsttiderne for seismiske bølger skaber vi 3d-billeder, der viser, hvor hurtigt eller langsomt de seismiske bølger bevæger sig gennem bestemte dele af jorden.
Ocean bottom seismometre, der venter på at blive implementeret under Cascadia-initiativet. Billede via Emilie Hooft.,
for at se disse signaler har vi brug for optegnelser fra seismiske overvågningsstationer. Flere sensorer giver bedre opløsning og et klarere billede – men indsamling af flere data kan være problematisk, når halvdelen af det område, du er interesseret i, er under vand. For at tackle denne udfordring var vi en del af et team af forskere, der udsendte hundreder af seismometre på havbunden ud for det vestlige USA i løbet af fire år, startende i 2011. Dette eksperiment, Cascadia-initiativet, var det første nogensinde, der dækkede en hel tektonisk plade med instrumenter i en afstand på cirka 30 miles (50 km).,
hvad vi fandt er to anomale regioner under fejlen, hvor seismiske bølger rejser langsommere end forventet. Disse anomalier er store, omkring 90 miles (150 km) i diameter, og dukker op under de nordlige og sydlige dele af fejlen. Husk, det er her forskere allerede har observeret øget aktivitet: seismiciteten. Interessant nok er anomalierne ikke til stede under den centrale del af fejlen under Oregon, hvor vi ser et fald i aktiviteten.,
Regioner, hvor seismiske bølger bevægede sig mere langsomt, i gennemsnit, er rødere, mens de områder, hvor de bevægede sig hurtigere, er mere blå. De langsommere anomale områder 90 miles (150 km) under jordens overflade svarede til, hvor de kolliderende plader er mere låst, og hvor tremor er mere almindelig. Billede via Bodmer et al., 2018, Geofysiske Forskningsbreve.
Så hvad er disse anomalier nøjagtigt?
de tektoniske plader flyder på jordens stenede mantellag., Hvor kappen langsomt stiger over millioner af år, dekomprimerer klippen. Da det er ved så høje temperaturer, næsten 1500 grader Celsius (2700 f) ved 100 km (60 mi) dybde, kan det smelte nogensinde så lidt.
disse fysiske ændringer får de uregelmæssige regioner til at være mere flydende – smeltet varm sten er mindre tæt end solid køligere sten. Det er denne opdrift, som vi mener påvirker, hvordan fejlen ovenfor opfører sig. Den varme, delvist smeltede region skubber opad på hvad der er ovenfor, svarende til hvordan en heliumballon kan stige op mod et ark draperet over det., Vi mener, at dette øger kræfterne mellem de to plader, hvilket får dem til at blive stærkere koblet og dermed mere fuldstændigt låst.
en generel forudsigelse for hvor, men ikke hvornår
vores resultater giver ny indsigt i, hvordan denne subduktions zoneone og muligvis andre opfører sig over geologiske tidsrammer på millioner af år. Desværre kan vores resultater ikke forudsige, hvornår det næste store Cascadia megathrust jordskælv vil forekomme., Dette vil kræve mere forskning og tæt aktiv overvågning af subduktions zoneonen, både onshore og offshore, ved hjælp af seismiske og GPS-lignende stationer til at fange kortsigtede fænomener.
vores arbejde tyder på, at en stor begivenhed er mere tilbøjelig til at starte i enten den nordlige eller sydlige del af fejlen, hvor pladerne er mere fuldt låst, og giver en mulig grund til, hvorfor det kan være tilfældet.,
Det er stadig vigtigt, at offentligheden og de politiske beslutningstagere til at holde dig informeret om den potentielle risiko, der er involveret i et papirløst forhold med en forkastningszone zone skyld og for at støtte programmer, såsom Jordskælv Tidlig Advarsel om, at søge at udvide vores overvågningsfunktioner og begrænse tab i tilfælde af et stort brud.
Km Bodmer, Ph. D.-Studerende i Earth Sciences, University of Oregon og Doug Toomey, Professor of Earth Sciences, University of Oregon
Denne artikel er genoptrykt fra Samtale under en Creative Commons-licens. Læs den oprindelige artikel.,
bundlinie: dele af Pacific North .ests Cascadia-fejl er mere seismisk aktive end andre. Billeddata antyder hvorfor.
Medlemmer af EarthSky fællesskabet – herunder forskere, samt videnskab og natur forfattere fra hele verden – veje ind på, hvad der er vigtigt for dem. Foto af Robert Spurlock.
Skriv et svar