Mitä tapahtuu noin 90 mailia (150 km) Maan alla? Kuva kautta hyviä ilmaisia kuvia.

Km Bodmer, University of Oregon ja Doug Toomey, University of Oregon

Pacific Northwest on tiennyt monia asioita – sen oluen, sen musiikki, sen myyttinen suuri-jalkainen olentoja. Useimmat eivät yhdistä sitä maanjäristyksiin, mutta heidän pitäisi., Se on koti Cascadia megathrust vika, joka toimii 600 mailia (966 km) alkaen Pohjois-Kaliforniassa, jopa Vancouver Island Kanadassa, ulottuu useita metropolialueita kuten Seattle ja Portland, Oregon.

tämä geologinen vika on ollut suhteellisen hiljainen tuoreessa muistissa. Ei ole ollut monta laajalti tuntenut järistyksiä pitkin Cascadia megathrust, varmasti mitään, joka olisi kilpailija katastrofaalinen tapahtuma, kuten vuoden 1989 Loma Prieta maanjäristys pitkin aktiivinen San Andreas Kaliforniassa. Se ei silti tarkoita, että se pysyisi hiljaa., Tutkijat tietävät, että se voi aiheuttaa suuria maanjäristyksiä-jopa magnitudin 9.

geofyysikot ovat tienneet jo toistakymmentä vuotta, etteivät kaikki Cascadia megathrust-vian osat käyttäydy samalla tavalla. Pohjois-ja etelä-osat ovat paljon enemmän seismisesti aktiivinen kuin keski-jakso – jossa usein pieniä maanjäristyksiä ja maan muodonmuutokset, että asukkaat eivät usein huomaa. Mutta miksi nämä vaihtelut ovat olemassa ja mikä synnyttää ne?,

tutkimus yrittää vastata näihin kysymyksiin rakentamalla kuvia siitä, mitä tapahtuu syvällä Maan sisällä, yli 90 maileja (144 km) alle vika. Olemme tunnistaneet alueilla, jotka ovat nousemassa alla nämä aktiivisia osia, jotka ovat mielestämme johtaa havaittavissa eroja pitkin Cascadia vika.

Cascadia ja ’Isoa’

Cascadia subduction zone on alue, jossa mannerlaattojen ovat törmäysvaaraa. Juan de Fuca, pieni valtamerilaatta, ajetaan Pohjois-Amerikan kilven alla, jonka huipulla Manner-Yhdysvallat istuu.,

Juan de Fuca levy täyttää Pohjois-Amerikan levy alla Cascadia vika. Kuva USGS: n kautta.

Subduction järjestelmät – missä yksi maankuoren levy liukuu toinen – pystyvät tuottamaan maailman suurin tunnettu maanjäristyksiä. Malliesimerkki on vuoden 2011 Tohokun maanjäristys, joka järisytti Japania.

Cascadia on seismisesti hyvin hiljainen verrattuna muihin subduktiovyöhykkeisiin – mutta se ei ole täysin inaktiivinen. Tutkimusten mukaan vika repesi magnitudin 9,0 tapahtumassa vuonna 1700., Se on noin 30 kertaa voimakkaampi kuin suurin ennustettu San Andreasin maanjäristys. Tutkijoiden mukaan olemme noin 300-500 vuoden aikaikkunassa, jonka aikana voi tapahtua toinen suuri Cascadia-tapahtuma.

Pohjois-ja Etelä-Cascadiassa järjestetään vuosittain monia pienempiä undamaging-ja unfelt-tapahtumia. Suurimmassa osassa Oregonia sijaitsevalla Cascadian keskisellä alueella seismisyys on kuitenkin hyvin vähäistä. Miksi sama vika käyttäytyisi eri tavoin eri alueilla?,

viimeisen vuosikymmenen aikana tutkijat ovat tehneet useita lisähavaintoja, jotka korostavat vian varrella esiintyviä variaatioita.

yksi liittyy levylukitukseen, joka kertoo, mihin stressi vikaan kertyy. Jos mannerlaatat ovat lukittuina – toisin sanoen todella kiinni toisiinsa eivätkä pysty liikkumaan toistensa ohi – stressi rakentaa. Lopulta, että stressi voi vapautua nopeasti kuin maanjäristys, jonka suuruus riippuen siitä, kuinka suuri laastari vika, että repeämät on.

GPS-geosensor Washingtonissa., Kuva Bdelislen kautta.

Geologit ovat viime aikoina pystynyt lähettämään satoja GPS näytöt kaikkialla Cascadia tallentaa hienovarainen maahan muodonmuutoksia, jotka johtuvat levyjen kyvyttömyys liukua toistensa ohi. Aivan kuten historiallinen seismisyys, levylukitus on yleisempää Cascadian Pohjois-ja eteläosissa.

Geologit ovat nyt myös pystyy noudattamaan vaikeaa havaita seisminen merkit tunnetaan vapina. Nämä tapahtumat tapahtuvat useiden minuuttien ja viikkojen aikana, mikä kestää paljon kauemmin kuin tyypillinen maanjäristys., Ne eivät aiheuta suuria pohjaliikkeitä, vaikka ne voivat vapauttaa merkittäviä määriä energiaa. Tutkijat ovat vasta löytäneet nämä signaalit viimeisen 15 vuoden aikana, mutta pysyvää seismiset asemat ovat auttaneet rakentaa vankka luettelo tapahtumista. Myös vapina näyttää keskittyvän enemmän vian Pohjois-ja eteläosiin.

mikä aiheuttaisi tämän tilanteen, kun Oregonin alapuolinen alue olisi suhteellisen vähemmän aktiivinen kaikilla näillä toimenpiteillä? Selittääksemme, että meidän oli katsottava syvälle, yli 100 kilometriä pinnan alle, maan vaippaan.,

Vihreitä pisteitä ja siniset kolmiot osoittavat sijainnit seisminen valvonta-asemat. Kuva via Bodmer et al., 2018, Geophysical Research Letters.

Imaging Maan käyttäen kaukainen järistyksiä

Lääkärit käyttää sähkömagneettisia aaltoja ”nähdä” sisäisiä rakenteita, kuten luita tarvitsematta avata ihmisten potilas katsella niitä suoraan. Geologit kuvaavat maata paljolti samalla tavalla. Röntgensäteiden sijaan käytämme seismistä energiaa, joka säteilee kaukaiselta magnitudilta 6.,0-Plus maanjäristykset auttaa meitä ”nähdä” ominaisuuksia emme fyysisesti vain voi päästä. Tämä energia kulkee kuin ääniaallot maan rakenteiden läpi. Kun kiviaines on kuumempaa tai osittain sulanutta pienelläkin määrällä, seismiset aallot hidastuvat. Mittaamalla seismisten aaltojen saapumisaikoja luomme 3D-kuvia, jotka osoittavat, kuinka nopeasti tai hitaasti seismiset aallot kulkevat tiettyjen maapallon osien läpi.

Meren pohja seismometers odottavat käyttöön aikana Cascadia Aloitteesta. Kuva Emilie Hooftin kautta.,

näiden signaalien näkemiseen tarvitaan seismisten valvontapaikkojen tallenteita. Lisää sensoreita antaa paremman resoluution ja selkeämmän kuvan – mutta tietojen kerääminen voi olla ongelmallista, kun puolet kiinnostavasta alueesta on veden alla. Tämän haasteen ratkaisemiseksi, ja olimme mukana tutkijaryhmässä, joka lähetettiin satoja seismometers meren pohjassa pois länsi-YHDYSVALLOISSA yli span neljä vuotta, vuodesta 2011. Tämä kokeilu, Cascadia Aloitteen, oli ensimmäinen koskaan kattaa koko maankuoren levy välineitä väli noin 30 mailia (50 km).,

havaitsimme vian alla olevan kaksi poikkeavaa aluetta, joilla seismiset aallot kulkevat odotettua hitaammin. Nämä poikkeamat ovat suuria, halkaisijaltaan noin 150 kilometriä ja näkyvät vian Pohjois – ja eteläosien alla. Muista, että siellä tutkijat ovat jo havainneet lisääntynyt aktiivisuus: seismisyys. Mielenkiintoista on, että poikkeamat eivät ole läsnä vian keskiosan alla Oregonin alla, missä näemme toiminnan vähenevän.,

Alueilla, joissa seismiset aallot muutti enemmän hitaasti, keskimäärin, ovat punaisempia, kun taas alueilla, joilla he liikkuivat nopeammin, ovat sinisempi. Hitaampi poikkeava alueet 90 mailia (150 km) alla Maan pinnalla vastasi jos törmää levyt ovat lukittuja ja joissa vapina on yleisempää. Kuva via Bodmer et al., 2018, Geophysical Research Letters.

joten mitä nämä poikkeamat tarkalleen ottaen ovat?

mannerlaatat kelluvat maan kallioisella manttelikerroksella., Missä vaipan lisääntyy hitaasti miljoonien vuosien aikana, kallio purkaa. Koska se on niin korkeissa lämpötiloissa, lähes 1500 celsiusastetta (2700 F) 100 kilometrin syvyydessä, se voi sulaa todella vähän.

nämä fysikaaliset muutokset aiheuttavat sen, että poikkeavat alueet ovat kelluvampia – sulanut kuuma kivi on vähemmän tiheää kuin kiinteä viileämpi Kivi. Uskomme tämän kelluvuuden vaikuttavan siihen, miten edellä mainittu vika käyttäytyy. Kuuma, osittain Sula Alue työntyy ylöspäin, kuten helium-ilmapallo voi nousta sen päälle vedettyä levyä vasten., Uskomme, että tämä lisää kahden levyn välisiä voimia, jolloin ne ovat voimakkaammin kytkettyinä ja siten täysin lukittuneina.

yleinen ennuste, missä, mutta ei silloin, kun

Meidän tulokset tarjoavat uusia oivalluksia, miten tämä subduction zone, ja mahdollisesti muita, käyttäytyy yli geologinen aikataulut miljoonia vuosia. Valitettavasti tuloksemme eivät voi ennustaa, milloin seuraava suuri Cascadia megathrustin maanjäristys tapahtuu., Tämä edellyttää lisää tutkimusta ja tiheä aktiivinen seuranta subduction zone, sekä maalla ja merellä, käyttäen seismisiä ja GPS-kuten asemat kaapata lyhyen aikavälin ilmiöitä.

– Meidän ei viittaavat siihen, että suuri tapahtuma on todennäköisesti aloittaa joko pohjois-tai etelä-osissa vika, jossa levyt ovat täysin lukossa, ja antaa mahdollinen syy, miksi se voi olla totta.,

on tärkeää, että kansalaiset ja poliittiset päättäjät voivat pysyä ajan tasalla mahdollisista riskeistä mukana avoliitossa, jossa on subduction zone vika ja tukemaan ohjelmia, kuten Maanjäristys ennakkovaroituksen, jotka pyrkivät laajentamaan meidän seuranta valmiuksia ja lieventää menetys, jos suuri repeämä.

Mailia Bodmer, Ph. D. Opiskelija Earth Sciences, University of Oregon ja Doug Toomey, Professori of Earth Sciences, University of Oregon

Tämä artikkeli on julkaistu uudelleen Keskustelun alle Creative Commons-lisenssillä. Lue alkuperäinen artikkeli.,

alaraja: Tyynenmeren luoteisosan Cascadian vian osat ovat seismisesti aktiivisempia kuin muut. Kuvantamistiedot viittaavat siihen.

Jäsenet EarthSky yhteisön – mukaan lukien tutkijat, sekä tiede ja luonto kirjailijoita ympäri maailmaa – punnita, mikä heille on tärkeää. Kuva: Robert Spurlock.