Открит огромен подводен воден резервоар – може да обясни мистериозните земетресения в Нова Зеландия

Голям воден резервоар, открит под океанското дъно близо до Нова Зеландия, може да даде представа за механизмите на бавно приплъзващи се земетресения и тектонична активност.

Изследователите са открили еквивалент на морска вода, уловена в седименти и скали в изгубено вулканично плато, което сега е дълбоко в земната кора. 3D сеизмично изображение разкри, че водата се намира на две мили под дъното на океана край бреговете на Нова Зеландия, където е вероятно да смекчи голям разлом при земетресение, обърнат към Северния остров на страната.

Бавни земетресения и вода

Известно е, че разломите предизвикват бавно движещи се земетресения, наречени събития с бавно приплъзване. Те могат безвредно да освободят задържания тектоничен натиск в продължение на дни и седмици. Учените искат да знаят защо те се появяват по-често при някои дефекти, отколкото при други.

Смята се, че много земетресения с бавно приплъзване са свързани с погребана вода. Към днешна дата обаче няма преки геоложки доказателства, които да предполагат съществуването на такъв голям воден резервоар в този конкретен разлом в Нова Зеландия.

Платото Хикуранги е останките от поредица от епични вулканични изригвания, започнали преди 125 милиона години в Тихия океан. Скорошно сеизмично проучване (червен правоъгълник), ръководено от Института по геофизика на Тексаския университет, изобрази платото, докато то се потапя в зоната на субдукция Хикуранги в Нова Зеландия (червена линия). Кредит: Андрю Газ

„Все още не можем да видим достатъчно дълбоко, за да знаем точно какво е въздействието върху разлома, но можем да видим, че количеството вода, течаща тук, е много по-високо от нормалното“, каза водещият автор Андрю Гез, който проведе изследването. Работи като постдокторант в Института по геофизика на Тексаския университет (UTIG).

Изследването беше публикувано наскоро в списанието Напредък на науката Базира се на сеизмични експедиции и научни океански сондажи, ръководени от изследователи от UTIG.

Търсете по-дълбоко разбиране

Гасе, който сега е постдокторант в Университета на Западен Вашингтон, призовава за по-дълбоко сондиране, за да открие къде свършва водата, така че изследователите да могат да определят дали тя влияе на налягането около разлома – важна част от информацията, която може да доведе до по-точно разбиране. Той каза за големи земетресения.

Активи на резервоара за вода

Мястото, където изследователите са открили водата, е част от огромна вулканична провинция, образувана, когато облак от лава с размерите на САЩ пробие земната повърхност в Тихия океан преди 125 милиона години. Това събитие беше едно от най-големите известни вулканични изригвания на Земята и продължи няколко милиона години.

Газ използва сеизмично сканиране, за да изгради 3D изображение на древното вулканично плато, където видя дебели, слоести седименти около погребани вулкани. Неговите сътрудници от UTIG проведоха лабораторни експерименти върху проби от вулканична скала и установиха, че водата съставлява почти половината от обема му.

Сеизмично изображение на платото Хикуранги разкрива подробности за вътрешността на Земята и от какво се състои. Синьо-зеленият слой под жълтата линия показва вода, заровена в скалите. Изследователи от Института по геофизика на Тексаския университет смятат, че водата може да намали земетресенията в близката зона на субдукция Хикуранги. Кредит: Андрю Газ

„Нормалната океанска кора, когато стане на около 7 или 10 милиона години, трябва да съдържа много по-малко вода“, каза той. Океанската кора при сеизмични проучвания е била 10 пъти по-стара, но е останала много по-влажна.

Газ спекулира, че плитките морета, в които са се случили изригванията, са ерозирали някои вулкани в порести, напукани скали, които съхраняват вода като водоносен хоризонт по време на погребение. С течение на времето скалите и техните фрагменти се превърнаха в кал, задържайки повече вода.

Последици за разбирането на земетресенията

Това откритие е важно, защото учените смятат, че налягането на подпочвените води може да бъде ключов елемент в създаването на условията, които освобождават тектоничния стрес чрез земетресения с бавно приплъзване. Това обикновено се случва, когато богатите на вода седименти се заровят с разлома, улавяйки вода под земята. Новозеландският рифт обаче съдържа малко от тези типични океански отлагания. Вместо това изследователите вярват, че древни вулкани и метаморфни скали – сега глинести – са пренесли големи количества вода надолу, когато разривът ги е погълнал.

Директорът на UTIG Демиан Сафер, съавтор на изследването и съглавен учен на научната сондажна мисия, каза, че резултатите предполагат, че други земетръсни разломи по света могат да бъдат в подобни ситуации.

„Това е наистина ясен пример за връзката между течностите и начина, по който се движи тектоничен разлом – включително поведението на земетресенията“, каза той. „Това е нещо, което предположихме от лабораторни експерименти и прогнозирахме от някои компютърни симулации, но има много малко ясни полеви експерименти, които да тестват това в мащаба на тектоничните плочи.“

Справка: „Наводняването на богата на вулкани горна кора осигурява течности за плитък тласък и бавно плъзгане“ от Андрю С. Газ, Нейтън Л. Бретон, Демиан М. Сафар, Шушу Хан, Питър К. Милър, Ребека Е. Бел, Риота Араи, Стюарт А. Хенрис, Шуичи Кодайра, Ричард Дейви, Лора Фрам и Даниел Х. Н. Паркър, 16 август 2023 г., Напредък на науката.
doi: 10.1126/sciadv.adh0150

Изследването е финансирано от Националната научна фондация на САЩ и научните и изследователски агенции на Нова Зеландия, Япония и Обединеното кралство.