Hva kommer på ca 90 miles (150 km) under Jordens overflate? Bilde via God Gratis Bilder.

Etter Mil Bodmer, University of Oregon og Doug Toomey, University of Oregon

The Pacific Northwest er kjent for mange ting – sin øl, sin musikk, sine mytiske stor-footed skapninger. Folk flest ikke forbinder det med et jordskjelv, men de burde., Det er hjemmet til Cascadia megathrust feil som kjører 600 km (966 km) fra Nord-California opp til Vancouver Island i Canada, som strekker seg over flere storbyområder, inkludert Seattle og Portland, Oregon.

Denne geologiske fault har vært relativt rolig i nyere minne. Det har ikke blitt mange allment følte skjelv langs Cascadia megathrust, absolutt ingenting som kunne måle en katastrofal hendelse som 1989 Loma Prieta jordskjelv langs den aktive San Andreas i California. Det betyr ikke at det vil holde seg rolig, skjønt., Forskere vet at det har potensial for store jordskjelv – så stor som størrelsesorden 9.

Geofysikere har kjent i over et tiår at ikke alle deler av Cascadia megathrust feil virke på samme måte. De nordlige og sørlige delene er mye mer seismisk aktive enn den sentrale delen – med hyppige små jordskjelv og bakken deformasjoner at beboere ikke ofte merke til. Men hvorfor gjøre disse variasjonene finnes og hva som gir opphav til dem?,

forskningen forsøker å besvare disse spørsmålene ved å lage bilder av hva som skjer dypt inne i Jorden, mer enn 90 miles (144 km) nedenfor feil. Vi har identifisert områder som stiger opp under disse aktive delene som vi tror er ledende for observerbare forskjeller langs Cascadia feil.

Cascadia og den Virkelig Big One’

Cascadia subduction sone er et område der to tektoniske plater kolliderer sammen. Juan de Fuca, en liten oceanic plate, blir drevet under den Nord-Amerikanske platen, på toppen som det kontinentale USA sitter.,

Juan de Fuca plate møter den Nord-Amerikanske platen under Cascadia feil. Bilde via USGS.

Subduction systemer – hvor man tektoniske platen glir over i en annen – er i stand til å produsere verdens største kjente jordskjelv. Et godt eksempel er 2011 Tohoku jordskjelvet som rystet Japan.

Cascadia er seismisk veldig rolig i forhold til andre subduksjonssoner – men det er ikke helt inaktive. Forskning indikerer feil sprukket i en størrelsesorden 9.0 hendelse i 1700., Det er omtrent 30 ganger kraftigere enn den største spådd San Andreas jordskjelv. Forskerne foreslår at vi er innenfor ca 300 – 500-år vinduet under som en annen stor Cascadia hendelse kan oppstå.

Mange mindre undamaging og unfelt arrangementer finner sted i nord-og sør-Cascadia hvert år. Imidlertid, i det sentrale Cascadia, underliggende mest av Oregon, det er svært lite seismisitet. Hvorfor ville de samme feil oppføre seg forskjellig i de ulike regioner?,

i Løpet av de siste tiår har forskere gjort flere observasjoner som belyser variasjoner langs forkastningen.

En har å gjøre med plate låse, som forteller oss hvor stress er å samle sammen de feil. Hvis de tektoniske platene er låst – det er, som virkelig har festet seg sammen og klarer ikke å gå forbi hverandre – stress bygger seg opp. Slutt på at stress kan frigis raskt som et jordskjelv, med styrke avhengig av hvor stor patch for feilen som ryker er.

EN GPS geosensor i Washington., Bilde via Bdelisle.

Geologer har nylig vært i stand til å distribuere hundrevis av GPS-skjermer over Cascadia til å ta opp subtile bakken deformasjoner som følge av platene’ manglende evne til å gli forbi hverandre. Akkurat som historiske seismisitet, plate låsing er mer vanlig i de nordlige og sørlige deler av Cascadia.

Geologer er også nå i stand til å observere vanskelige å oppdage seismiske utspill kjent som tremor. Disse hendelsene oppstår over tid i flere minutter opp til uker, og det tar mye lengre enn et typisk jordskjelv., De trenger ikke føre til store bakken bevegelser, selv om de kan frigjøre betydelige mengder energi. Forskere har oppdaget disse signalene i de siste 15 årene, men permanente seismiske stasjoner har bidratt til å bygge et robust katalog av hendelser. Tremor, også, synes å være mer konsentrert langs den nordlige og sørlige delene av feil.

Hva ville føre til denne situasjonen, med det området under Oregon relativt mindre aktiv ved alle disse tiltakene? For å forklare at vi måtte se dypt, over 100 kilometer (60 km) under overflaten, i Jordens mantel.,

Grønne prikker og blå trekantene viser plasseringen av seismiske målestasjoner. Bilde via Bodmer et al., 2018, Geophysical Research Letters.

Imaging Jorden bruker fjernt skjelv

Leger bruk av elektromagnetiske bølger til å «se» interne strukturer som bein, uten at du trenger å åpne opp en menneskelig pasient for å vise dem direkte. Geologer bilde Jorden på samme måte. I stedet for X-stråler, vi bruker seismisk energi som stråler ut fra fjerne magnitude 6.,0-pluss jordskjelv for å hjelpe oss å «se» funksjoner vi fysisk kan bare ikke få til. Denne energien reiser som lydbølger gjennom strukturer på Jorden. Når rock er varmere eller delvis smeltet av selv en liten mengde, seismiske bølger sakte ned. Ved å måle ankomst tider av seismiske bølger, vi lage 3-D-bilder som viser hvor fort eller sakte det seismiske bølger reise gjennom spesifikke deler av Jorden.

havbunnen seismometre som venter på å bli utplassert i løpet av de Cascadia Initiativ. Bilde via Emilie Hooft.,

for Å se disse signalene, vi trenger poster fra seismiske målestasjoner. Flere sensorer for å gi bedre oppløsning og et klarere bilde – men samle inn mer data kan være problematisk når halvparten av området du er interessert i er under vann. For å møte denne utfordringen, vi var en del av et team av forskere som er utplassert hundrevis av seismometre på havbunnen av det vestlige USA over en periode på fire år, med start i 2011. Dette eksperimentet, den Cascadia Initiativ, var den første noensinne til å dekke en hel tektoniske plate med instrumenter på en avstand på om lag 30 km (50 km).,

Hva fant vi er to avvikende regioner under feil hvor seismiske bølger reise tregere enn forventet. Disse avvikene er store, ca 90 miles (150 km) i diameter, og møt opp under den nordlige og sørlige delene av feil. Husk, det er der forskere har allerede observert økt aktivitet: seismisitet. Det er interessant at avvik ikke er til stede under den sentrale delen av feilen, under Oregon, hvor vi ser en nedgang i aktivitet.,

Regioner hvor seismiske bølger flyttet saktere, i gjennomsnitt, er rødere, mens områder hvor de flyttet mer raskt er blåere. Den langsommere unormale områder 90 km (150 km) under Jordens overflate tilsvarte der kollidere platene er mer låst og hvor tremor er mer vanlig. Bilde via Bodmer et al., 2018, Geophysical Research Letters.

Så nøyaktig hva er det disse avvikene?

Den tektoniske plater som flyter på Jorden er steinete mantelen lag., Hvor mantelen er sakte stigende over millioner av år, rock, dekomprimeres. Siden det er ved slike høye temperaturer, nesten 1500 grader Celsius (2700 F) i 100 km (60 min) dybde, det kan smelte aldri så lite.

Disse fysiske endringene føre til unormal regioner for å bli mer spenstig – smeltet hot rock er mindre tett enn solid kjøligere rock. Det er dette oppdrift at vi tror på påvirker hvordan feil ovenfor oppfører seg. Den varme, delvis smeltet regionen presser oppover på hva som er ovenfor, ligner på hvordan en helium ballong kan stige opp mot et ark drapert over det., Vi tror dette øker kreftene mellom to plater, forårsaker dem til å bli sterkere sammen, og dermed mer fullstendig låst.

En generell prediksjon for der, men ikke når

Våre resultater gir ny innsikt i hvordan dette subduction sone, og muligens andre, oppfører seg over geologiske tidsrammer av millioner av år. Dessverre våre resultater kan ikke forutsi når neste store Cascadia megathrust jordskjelv vil forekomme., Dette vil kreve mer forskning og tett aktiv overvåking av subduction sone, både onshore og offshore, ved hjelp av seismikk og GPS-lignende stasjoner for å fange kort sikt fenomener.

Vårt arbeid antyder at et stort arrangement er mer sannsynlig å starte i enten den nordlige eller sørlige deler av feilen, der platene er mer fullstendig låst, og gir en mulig grunn til hvorfor det kan være tilfelle.,

Det er fortsatt viktig for publikum og beslutningstakere til å holde seg informert om den potensielle risiko som er involvert i samboere med en subduction sone feil og for å støtte programmer som for eksempel Jordskjelv Tidlig Varsling som søker å utvide vår overvåking evner og redusere tap i tilfelle av en stor brist.

Miles Bodmer, Ph. D. Student i Earth Sciences, University of Oregon og Doug Toomey, Professor of Earth Sciences, University of Oregon

Denne artikkelen er republisert fra Samtalen under en Creative Commons-lisens. Les den opprinnelige artikkelen.,

Nederste linjen: Deler av Pacific Northwest er Cascadia feil er mer seismisk aktive enn andre. Imaging data tyder på hvorfor.

– >

Medlemmer av EarthSky samfunnet – inkludert forskere, så vel som vitenskap og natur forfattere fra hele verden – synspunkter på hva som er viktig for dem. Foto: Robert Spurlock.