Каждые 14 месяцев молчаливые землетрясения очень слабо сотрясают зону субдукции Каскадия, которая способна вызвать землетрясение магнитудой 9,0. Теперь исследования показывают, что эти так называемые сейсмические землетрясения связаны с движущимися миль под землей.
Эти данные не влияют на то, что мы знаем о риске опасного землетрясения в регионе Каскадия; эта информация хорошо известна из цикла накопления и выброса напряжений во время сильных землетрясений, говорит Паскаль Одет, геофизик из Университета Оттавы и соавтор нового исследования. Лучшее понимание сейсмических землетрясений может в конечном итоге помочь преодолеть разрыв в понимании между этим хорошо наблюдаемым циклом землетрясений и процессами, происходящими глубоко в зоне субдукции.
Новое исследование, опубликованное 22 января в журнале Science Advances, рассматривало зону субдукции Каскадия, сейсмически активную область, простирающуюся от северной Калифорнии до острова Ванкувер, в которой океаническая пластина Хуан-де-Фука скользит под или субдуктирует под западной Северная Америка. По данным Управления по чрезвычайным ситуациям штата Орегон, в прошлом в регионе произошли землетрясения магнитудой 9,0, и в будущем возможны землетрясения аналогичных или более крупных размеров. Мощное землетрясение в этом регионе также может вызвать цунами до 100 футов (30,5 м).
Тем не менее, внутреннюю работу системы неисправностей все еще сложно понять. Исследователи теперь имеют чувствительные наземные инструменты, которые могут обнаруживать чрезвычайно медленные, тонкие движения глубоко в пределах зоны субдукции, сказал Одет. Эти инструменты показали, что части разлома между двумя субдуктивными пластинами регулярно скользят, медленно перемещаясь в течение нескольких дней или недель. Скольжение слишком постепенное, чтобы вызвать заметное сотрясение на уровне земли, но оно может оказать давление на новые участки разлома, повышая риск сильных землетрясений.
Исследователи также знают, что скалы, которые подвергаются этому медленному сползанию на 25 миль (40 километров) вниз, насыщены жидкостью, сказал Одет. Жидкости, попавшие в небольшие поры в скале, находятся под большим давлением со стороны скалы и Земли над ними. Это ослабляет насыщенную породу, что может способствовать эпизодам медленного проскальзывания на разломе.
Новое исследование исследовало связь между жидкостями и скольжением. Одет и его коллеги сравнили данные о треморе за 25 лет с южного острова Ванкувер с данными о структуре горных пород и давлениях на много миль вниз. За этот период произошло 21 землетрясение с медленным скольжением. Они обнаружили, что с каждым незаметным землетрясением давление жидкости быстро снижалось.
«Это может означать, что часть флюидов уходит в вышележащую породу или микротрещины расширяются и до некоторой степени разжимают флюиды», - пишет Одет в электронном письме в Live Science. «Однако это изменение происходит очень быстро и происходит в течение нескольких дней или даже недель».
Этот результат является первым прямым доказательством того, что жидкости в зонах субдукции перемещаются во время медленного скольжения, сказал Одет. Но теперь это вопрос курицы и яйца. Из имеющихся данных неясно, действительно ли движения жидкости вызывают медленные землетрясения или движение жидкости в ответ на проскальзывание камней.
Одет и его коллеги сейчас работают над тем, чтобы найти такую же связь между жидкостями и медленным скольжением в других зонах субдукции по всему миру. Касетия - особенно простой пример медленного проскальзывания с постепенными толчками, возникающими по всей вине, сказал Одет; другие зоны субдукции более сложны. Однако понимание поведения жидкостей во время этих событий может помочь объяснить, почему в некоторых зонах субдукции происходят регулярные медленные сдвиги, а в некоторых - более неустойчивые.
