Co się dzieje około 90 mil (150 km) pod powierzchnią ziemi? Zdjecia za darmo dobre zdjecia.

by Miles Bodmer, University of Oregon i Doug Toomey, University of Oregon

północno – zachodni Pacyfik jest znany z wielu rzeczy-piwa, muzyki, mitycznych stworzeń o dużych stopach. Większość ludzi nie kojarzy tego z trzęsieniami ziemi, ale powinni., Jest domem dla Cascadia megathrust fault, który biegnie 600 mil (966 km) od północnej Kalifornii do wyspy Vancouver w Kanadzie, obejmując kilka głównych obszarów metropolitalnych, w tym Seattle i Portland w Oregonie.

Ta uskok geologiczny jest stosunkowo cicha w pamięci. Nie było wiele powszechnie odczuwalne trzęsienia wzdłuż Megathrust Cascadia, na pewno nic, że rywalizowałoby katastrofalne wydarzenie jak trzęsienie ziemi Loma Prieta 1989 wzdłuż aktywnego San Andreas w Kalifornii. Ale to nie znaczy, że będzie cicho., Naukowcy wiedzą, że ma potencjał dla dużych trzęsień ziemi – tak duże jak wielkość 9.

geofizycy od ponad dekady wiedzą, że nie wszystkie części uskoku megatrustu Cascadia zachowują się tak samo. Sekcje Północna i południowa są znacznie bardziej aktywne sejsmicznie niż sekcja centralna – z częstymi małymi trzęsieniami ziemi i deformacjami gruntu, których mieszkańcy często nie zauważają. Ale dlaczego te odmiany istnieją i co je powoduje?,

nasze badania próbują odpowiedzieć na te pytania, konstruując obrazy tego, co dzieje się głęboko w ziemi, ponad 90 mil (144 km) poniżej błędu. Zidentyfikowaliśmy regiony, które wznoszą się pod tymi aktywnymi sekcjami, które naszym zdaniem prowadzą do obserwowalnych różnic wzdłuż uskoku Cascadia.

Cascadia i „naprawdę duża”

Strefa subdukcji Cascadia to region, w którym zderzają się dwie płyty tektoniczne. Juan De Fuca, mała płyta oceaniczna, jest napędzana pod płytą północnoamerykańską, na której siedzi kontynentalne USA.,

Płyta Juan De Fuca spełnia płytę północnoamerykańską pod uskokiem Cascadia. Obraz przez USGS.

Systemy Subdukcyjne-w których jedna płyta tektoniczna przesuwa się nad inną – są w stanie wytworzyć największe znane trzęsienia ziemi na świecie. Najlepszym przykładem jest trzęsienie ziemi Tohoku 2011, które wstrząsnęło Japonią.

Cascadia jest sejsmicznie bardzo cicha w porównaniu do innych stref subdukcji – ale nie jest całkowicie nieaktywna. Badania wskazują, że usterka pękła w przypadku wielkości 9.0 w 1700., To około 30 razy potężniejsze niż największe przewidywane trzęsienie ziemi w San Andreas. Naukowcy sugerują, że jesteśmy w około 300-500-letnim oknie, podczas którego może wystąpić kolejne duże wydarzenie Cascadia.

co roku w północnej i Południowej Cascadii odbywa się wiele mniejszych, niezniszczalnych i NIEZNISZCZALNYCH imprez. Jednak w centralnej Cascadii, leżącej u podstaw większości Oregonu, jest bardzo mała sejsmiczność. Dlaczego ten sam błąd miałby zachowywać się inaczej w różnych regionach?,

w ciągu ostatniej dekady naukowcy dokonali kilku dodatkowych obserwacji, które podkreślają różnice wzdłuż usterki.

jeden ma do czynienia z blokowaniem płyty, która mówi nam, gdzie naprężenia gromadzą się wzdłuż usterki. Jeśli płyty tektoniczne są zablokowane – to znaczy, naprawdę sklejone i nie mogą przejść obok siebie-stres buduje. W końcu, że stres może być zwolniony szybko jako trzęsienie ziemi, z wielkości w zależności od tego, jak duża jest łata winy, że pęknięcia.

geosensor GPS w Waszyngtonie., Obraz przez Bdelisle.

geolodzy niedawno byli w stanie rozmieścić setki monitorów GPS w całej Cascadia, aby rejestrować subtelne deformacje podłoża, które wynikają z niezdolności płyt do przesuwania się obok siebie. Podobnie jak Historyczna sejsmiczność, blokowanie płyt jest bardziej powszechne w północnej i południowej części Cascadia.

geolodzy są teraz w stanie obserwować trudne do wykrycia wstrząsy sejsmiczne znane jako drżenie. Zdarzenia te występują w ciągu kilku minut do tygodni, trwa znacznie dłużej niż typowe trzęsienie ziemi., Nie powodują dużych ruchów ziemi, mimo że mogą uwalniać znaczne ilości energii. Naukowcy odkryli te sygnały dopiero w ciągu ostatnich 15 lat, ale stałe stacje sejsmiczne pomogły zbudować solidny katalog wydarzeń. Drżenie, zbyt, wydaje się być bardziej skoncentrowane wzdłuż północnej i południowej części uskoku.

co mogłoby spowodować taką sytuację, skoro obszar pod Oregonem jest stosunkowo mniej aktywny przez te wszystkie działania? Aby wyjaśnić, musieliśmy spojrzeć głęboko, ponad 100 kilometrów (60 mil) pod powierzchnią, w płaszcz Ziemi.,

zielone kropki i niebieskie trójkąty pokazują lokalizacje stacji monitorowania sejsmicznego. Obraz via Bodmer et al., 2018, Geophysical Research Letters.

obrazowanie ziemi za pomocą odległych wstrząsów

lekarze używają fal elektromagnetycznych ,aby „zobaczyć” wewnętrzne struktury, takie jak kości, bez potrzeby otwierania ludzkiego pacjenta, aby zobaczyć je bezpośrednio. Geolodzy obrazują Ziemię w podobny sposób. Zamiast promieniowania rentgenowskiego, używamy energii sejsmicznej promieniującej z odległej wielkości 6.,0-Plus trzęsienia ziemi, aby pomóc nam „zobaczyć” funkcje, do których fizycznie po prostu nie możemy się dostać. Ta energia podróżuje jak fale dźwiękowe przez struktury Ziemi. Gdy skała jest gorętsza lub częściowo stopiona nawet o niewielką ilość, fale sejsmiczne zwalniają. Mierząc czasy nadejścia fal sejsmicznych, tworzymy obrazy 3D pokazujące jak szybko lub wolno fale sejsmiczne przemieszczają się przez określone części Ziemi.

Sejsmometry dna oceanu czekają na wdrożenie podczas inicjatywy Cascadia. Obraz via Emilie Hooft.,

aby zobaczyć te sygnały, potrzebujemy zapisów ze stacji monitorowania sejsmicznego. Większa liczba czujników zapewnia lepszą rozdzielczość i wyraźniejszy obraz – ale gromadzenie większej ilości danych może być problematyczne, gdy połowa obszaru, który Cię interesuje, znajduje się pod wodą. Aby sprostać temu wyzwaniu, byliśmy częścią zespołu naukowców, który rozmieścił setki sejsmometrów na dnie oceanu u zachodnich Stanów Zjednoczonych w ciągu czterech lat, począwszy od 2011 roku. Eksperyment ten, inicjatywa Cascadia, był pierwszym w historii, który pokrył całą płytę tektoniczną instrumentami w odległości około 30 mil (50 km).,

to, co znaleźliśmy, to dwa anomalne regiony poniżej uskoku, w których fale sejsmiczne poruszają się wolniej niż oczekiwano. Te anomalie są duże, około 90 mil (150 km) średnicy i pojawiają się poniżej Północnej i południowej części uskoku. Pamiętaj, że tam naukowcy zaobserwowali już zwiększoną aktywność: sejsmiczność. Co ciekawe, anomalie nie są obecne pod centralną częścią uskoku, pod Oregonem, gdzie widzimy spadek aktywności.,

regiony, w których fale sejsmiczne poruszały się wolniej, są średnio bardziej czerwone, podczas gdy obszary, w których poruszały się szybciej, są bardziej niebieskie. Wolniejsze anomalne obszary 90 mil (150 km) pod powierzchnią ziemi odpowiadały miejscu, w którym zderzające się płyty są bardziej zablokowane i gdzie drżenie jest bardziej powszechne. Obraz via Bodmer et al., 2018, Geophysical Research Letters.

czym dokładnie są te anomalie?

płyty tektoniczne unoszą się na skalistej warstwie płaszcza Ziemi., Gdzie płaszcz powoli rośnie w ciągu milionów lat, skała rozpręża się. Ponieważ jest w tak wysokich temperaturach, prawie 1500 stopni Celsjusza (2700 F) na głębokości 100 km, może stopić się tak lekko.

te zmiany fizyczne powodują, że anomalne regiony są bardziej wyporne – stopiona gorąca skała jest mniej gęsta niż solidna chłodniejsza skała. To ta Wyporność, która naszym zdaniem wpływa na zachowanie powyższej usterki. Gorący, częściowo roztopiony obszar pcha się w górę na to, co jest powyżej, podobnie jak balon z helem może wznieść się na prześcieradło., Uważamy, że Zwiększa to siły między dwiema płytami, powodując ich silniejsze sprzężenie, a tym samym pełniejsze zablokowanie.

ogólne przewidywanie gdzie, ale nie kiedy

nasze wyniki dostarczają nowych informacji na temat tego, jak ta strefa subdukcji, a może i inne, zachowuje się w ciągu geologicznych ram czasowych milionów lat. Niestety nasze wyniki nie mogą przewidzieć, kiedy nastąpi następne duże trzęsienie ziemi Cascadia megathrust., Będzie to wymagało więcej badań i gęstego aktywnego monitorowania strefy subdukcji, zarówno na lądzie, jak i na morzu, przy użyciu stacji sejsmicznych i podobnych do GPS do przechwytywania zjawisk krótkoterminowych.

nasza praca sugeruje, że duże wydarzenie może rozpocząć się zarówno w północnej, jak i południowej części usterki, gdzie płyty są bardziej całkowicie zablokowane, i daje możliwą przyczynę, dla której może tak być.,

ważne jest, aby społeczeństwo i decydenci byli informowani o potencjalnym ryzyku związanym z zamieszkaniem z usterką strefy subdukcji i wspierać programy, takie jak wczesne ostrzeganie o trzęsieniu ziemi, które mają na celu rozszerzenie naszych możliwości monitorowania i złagodzenie strat w przypadku dużego pęknięcia.

Miles Bodmer, Ph.D. Student Nauk o Ziemi, University of Oregon i Doug Toomey, profesor nauk o Ziemi, University of Oregon

Ten artykuł został opublikowany na licencji Creative Commons. Przeczytaj oryginalny artykuł.,

Reasumując: części uskoku kaskadowego Północno-Zachodniego Pacyfiku są bardziej aktywne sejsmicznie niż inne. Dane obrazowe sugerują dlaczego.

członkowie społeczności earthsky – w tym naukowcy, a także pisarze nauki i przyrody z całego świata – ważą się tym, co jest dla nich ważne. Fot. Robert Spurlock.