vad händer om 90 miles (150 km) under jordens yta? Bild via Bra gratis bilder.

av Miles Bodmer, University of Oregon och Doug Toomey, University of Oregon

Pacific Northwest är känd för många saker – dess öl, dess musik, dess mytiska storfotade varelser. De flesta människor inte förknippar det med jordbävningar, men de borde., Det är hem till Cascadia megathrust fel som driver 600 km (966 km) från Norra Kalifornien upp till Vancouver Island i Kanada, som spänner över flera storstadsområden inklusive Seattle och Portland, Oregon.

detta geologiska fel har varit relativt tyst i det senaste minnet. Det har inte varit många kända skakningar längs Cascadia megathrust, absolut ingenting som skulle konkurrera med en katastrofal händelse som 1989 Loma Prieta jordbävningen längs den aktiva San Andreas i Kalifornien. Men det betyder inte att det kommer att vara tyst., Forskare vet att det har potential för stora jordbävningar-så stor som magnitud 9.

geofysiker har i över ett decennium känt att inte alla delar av Cascadia megathrust-felet beter sig likadant. De norra och södra delarna är mycket mer seismiskt aktiva än den centrala sektionen – med frekventa små jordbävningar och markdeformationer som invånarna inte ofta märker. Men varför finns dessa variationer och vad ger upphov till dem?,

vår forskning försöker svara på dessa frågor genom att bygga bilder av vad som händer djupt inom jorden, mer än 90 miles (144 km) Under felet. Vi har identifierat regioner som stiger upp under dessa aktiva sektioner som vi tror leder till de observerbara skillnaderna längs Cascadia-felet.

Cascadia och ”riktigt stora”

Cascadia subduction zone är en region där två tektoniska plattor kolliderar. Juan de Fuca, en liten oceanplatta, drivs under den nordamerikanska plattan, ovanpå vilken kontinentala USA sitter.,

Juan de Fuca-plattan möter den nordamerikanska plattan under Cascadia-felet. Bild via USGS.

Subduktionssystem – där en tektonisk platta glider över en annan – kan producera världens största kända jordbävningar. Ett utmärkt exempel är 2011 Tohoku jordbävningen som skakade Japan.

Cascadia är seismiskt mycket tyst jämfört med andra subduktionszoner – men det är inte helt inaktivt. Forskning visar att felet brutits i en magnitud 9.0-Händelse år 1700., Det är ungefär 30 gånger kraftigare än den största förutspådda jordbävningen i San Andreas. Forskare föreslår att vi befinner oss inom det ungefär 300-till 500-åriga fönstret under vilket en annan stor Cascadia-händelse kan inträffa.

många mindre undamaging och unfelt händelser äger rum i norra och Södra Cascadia varje år. Men i centrala Cascadia, som ligger bakom de flesta av Oregon, finns det mycket liten seismicitet. Varför skulle samma fel uppträda annorlunda i olika regioner?,

under det senaste decenniet har forskare gjort flera ytterligare observationer som lyfter fram variationer längs felet.

man har att göra med plattlåsning, som berättar var stress ackumuleras längs felet. Om de tektoniska plattorna är låsta-det vill säga verkligen fast ihop och inte kan röra sig förbi varandra – stress bygger. Så småningom att stress kan släppas snabbt som en jordbävning, med storleken beroende på hur stor plåstret av fel som brister är.

en GPS geosensor i Washington., Bild via bdelisle.

geologer har nyligen kunnat distribuera hundratals GPS-monitorer över Cascadia för att spela in de subtila markdeformationerna som härrör från tallrikarnas oförmåga att glida förbi varandra. Precis som historisk seismicitet är plattlåsning vanligare i de norra och södra delarna av Cascadia.

geologer kan nu också observera svåra att upptäcka seismiska rumblings som kallas tremor. Dessa händelser inträffar under den tidsperiod på flera minuter upp till veckor, tar mycket längre tid än en typisk jordbävning., De orsakar inte stora markrörelser trots att de kan frigöra betydande mängder energi. Forskare har bara upptäckt dessa signaler under de senaste 15 åren, men permanenta seismiska stationer har hjälpt till att bygga en robust katalog över händelser. Tremor verkar också vara mer koncentrerad längs de norra och södra delarna av felet.

vad skulle orsaka denna situation, med området under Oregon relativt mindre aktivt av alla dessa åtgärder? För att förklara var vi tvungna att se djupt, över 100 kilometer (60 miles) under ytan, in i jordens mantel.,

gröna prickar och blå trianglar visar platser för seismiska övervakningsstationer. Bild via Bodmer et al., 2018, Geofysiska Forskningsbrev.

avbilda jorden med hjälp av avlägsna skakningar

läkare använder elektromagnetiska vågor för att ”se” interna strukturer som ben utan att behöva öppna upp en mänsklig patient för att se dem direkt. Geologer avbildar jorden på ungefär samma sätt. I stället för röntgenstrålar använder vi seismisk energi som strålar ut från avlägsen storlek 6.,0-plus jordbävningar för att hjälpa oss att ”se” funktioner som vi fysiskt bara inte kan komma till. Denna energi färdas som ljudvågor genom jordens strukturer. När rock är varmare eller delvis smält av ens en liten mängd, seismiska vågor sakta ner. Genom att mäta ankomsttiden för seismiska vågor skapar vi 3D-bilder som visar hur snabbt eller långsamt de seismiska vågorna färdas genom specifika delar av jorden.

havsbotten seismometrar väntar på att distribueras under Cascadia initiativet. Bild via Emilie Hooft.,

för att se dessa signaler behöver vi poster från seismiska övervakningsstationer. Fler sensorer ger bättre upplösning och en tydligare bild – men att samla in mer data kan vara problematiskt när hälften av det område du är intresserad av är under vattnet. För att ta itu med denna utmaning var vi en del av ett team av forskare som distribuerade hundratals seismometrar på havsbotten utanför västra USA under loppet av fyra år, från och med 2011. Detta experiment, Cascadia initiativet, var den första någonsin att täcka en hel tektonisk platta med instrument på ett avstånd av ungefär 30 miles (50 km).,

vad vi hittade är två avvikande regioner under felet där seismiska vågor färdas långsammare än förväntat. Dessa anomalier är stora, ca 90 miles (150 km) i diameter, och dyker upp under de norra och södra delarna av felet. Kom ihåg att det är där forskare redan har observerat ökad aktivitet: seismiciteten. Intressant är att anomalierna inte är närvarande under den centrala delen av felet, Under Oregon, där vi ser en minskning av aktiviteten.,

regioner där seismiska vågor rör sig långsammare, i genomsnitt, är rödare, medan de områden där de flyttade snabbare är blåare. De långsammare anomala områdena 90 miles (150 km) under jordens yta motsvarade där kollidplattorna är mer låsta och där tremor är vanligare. Bild via Bodmer et al., 2018, Geofysiska Forskningsbrev.

Så vad exakt är dessa anomalier?

de tektoniska plattorna flyter på jordens steniga mantelskikt., Där manteln långsamt stiger över miljontals år, dekomprimerar berget. Eftersom det är vid sådana höga temperaturer, nästan 1500 grader Celsius (2700 F) vid 100 km (60 mi) djup, kan det smälta någonsin så något.

dessa fysiska förändringar gör att de avvikande regionerna blir mer flytande – smält varm sten är mindre tät än fast kallare sten. Det är denna flytkraft som vi tror påverkar hur felet ovan beter sig. Den heta, delvis smälta regionen skjuter uppåt på vad som är ovan, liknar hur en heliumballong kan stiga upp mot ett ark draperat över det., Vi tror att detta ökar krafterna mellan de två plattorna, vilket gör att de blir starkare kopplade och därmed mer fullständigt låsta.

en allmän förutsägelse för var, men inte när

våra resultat ger nya insikter i hur denna subduktionszon, och eventuellt andra, beter sig över geologiska tidsramar på miljontals år. Tyvärr kan våra resultat inte förutsäga när nästa stora Cascadia megathrust jordbävning kommer att inträffa., Detta kommer att kräva mer forskning och tät aktiv övervakning av subduktionszonen, både på land och till havs, med hjälp av seismiska och GPS-liknande stationer för att fånga kortsiktiga fenomen.

vårt arbete tyder på att en stor händelse är mer sannolikt att börja i antingen de norra eller södra delarna av felet, där plattorna är mer fullständigt låsta och ger en möjlig anledning till varför det kan vara fallet.,

det är fortfarande viktigt för allmänheten och beslutsfattarna att hålla sig informerade om den potentiella risken i sambo med en subduktionszon fel och att stödja program som jordbävning tidig varning som syftar till att utöka vår övervakning kapacitet och minska förlusten i händelse av en stor bristning.

Miles Bodmer, doktorand i geovetenskap, University of Oregon och Doug Toomey, Professor i geovetenskap, University of Oregon

den här artikeln publiceras från konversationen under en Creative Commons-licens. Läs den ursprungliga artikeln.,

nedre raden: delar av Pacific Northwests Cascadia-fel är mer seismiskt aktiva än andra. Bilddata tyder på varför.

medlemmar i EarthSky – samhället – inklusive forskare, samt vetenskaps-och naturförfattare från hela världen-väga in vad som är viktigt för dem. Foto av Robert Spurlock.