Данные из скважин в границах плит могут объяснить медленные землетрясения


Медленные землетрясения – это долгопериодические землетрясения, которые сами по себе не так опасны, но могут вызвать более разрушительные землетрясения. Их истоки лежат на границах тектонических плит, где одна плита опускается ниже другой. Хотя причинный механизм уже известен, не хватает данных для точного моделирования жизненного цикла медленных землетрясений. Впервые исследователи используют глубоководные скважины для измерения давления намного ниже морского дна. Они надеются, что данные этих и будущих наблюдений помогут понять эволюцию землетрясений.

Поверхность Земли лежит на гигантских тектонических плитах. Края их взаимодействуют по-разному в зависимости от относительного движения, состава и плотности пластин. Когда плиты сталкиваются и одна опускается ниже другой, это называется зоной субдукции, часто это место, где происходят так называемые медленные землетрясения. Это низкочастотные землетрясения, которые высвобождают свою энергию в течение более длительных периодов – от часов до месяцев – чем землетрясения, которые мы можем ощущать, сотрясая землю под нами, которые могут длиться от секунд до минут.

Важно понимать медленные землетрясения, поскольку, хотя сами по себе они не особенно опасны, они могут вызывать более сильные короткопериодические землетрясения, которые могут быть чрезвычайно опасными. Исследователи полагают, что изменение давления между водопроницаемыми областями в зоне субдукции является причиной медленных землетрясений. Они ожидали, что причиной может быть чрезмерное давление, превышающее те, которые могут выдержать типы горных пород на этих границах. Наконец, точные данные об этих условиях высокого давления были собраны в ходе недавней экспедиции по Комплексной программе морского бурения (IODP), в которой участвовали исследователи из Института исследования землетрясений Токийского университета.

«Мы считаем, что зона субдукционного разлома намного слабее окружающей породы, и что это может привести к смещению зон разлома, что может вызвать землетрясения», – сказал профессор Маса Киношита из Института исследования землетрясений. “Высокое давление жидкости в водопроницаемых скальных разломах, называемых водоносными горизонтами океана, является одной из причин этой слабости. Наша экспедиция к Нанкайскому желобу, в нескольких сотнях километров к югу от Осаки, включала бурение скважин для измерения температуры и давления вдоль линии разлома. . “


Типичное или «гидростатическое» давление ниже морского дна в этом регионе составляет около 60 мегапаскалей – это примерно то давление, которое вы почувствуете, если лягте на землю и кто-то сбросит на вас 200 зданий Эмпайр-стейт-билдинг. Образцы скважин исследователей показали давление от 5 до 10 мегапаскалей выше, чем это значение в непосредственной близости от зоны разлома. Выбранный район идеально подходил для подобных наблюдений. Команда заранее знала, что существуют градиенты высоких температур, которые, вероятно, будут коррелировать с изменениями давления, которые они надеялись обнаружить. В команду также входили микробиологи, которые стремились обнаружить невидимую микробную жизнь в этих ранее неизведанных регионах.

«Несмотря на то, что мы получили некоторые очень полезные данные, и первые в своем роде, показания давления должны были быть выведены, и в будущем мы хотим иметь станции наблюдения на месте, которые могут передавать данные о давлении и температуре без необходимости использования корабля. , – сказал Киношита. «Теперь мы предлагаем еще одну экспедицию, на этот раз к западу от Японии, где часто происходят медленные землетрясения. Я изучаю подводный тепловой поток со времени обучения в аспирантуре. Приятно видеть в реальности то, что до недавнего времени было только теоретическим».