Ученые впервые получили четкие изображения процесса разрушения зоны субдукции — места, где одна тектоническая плита погружается под другую. Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показывает, как формируются одни из самых мощных геологических явлений на Земле, и ставит новые вопросы о сейсмической опасности для Тихоокеанского Северо-Запада, включая такие города, как Сиэтл, Портленд, Ванкувер, Виктория, Юджин, Салем и Такома, которые могут пострадать от сильных землетрясений и цунами, вызванных разрывом Каскадного разлома.
Зоны субдукции играют ключевую роль в движении континентов, вызывая мощные землетрясения и извержения вулканов. Однако со временем эти системы разрушаются, и ученые долго не могли понять механизм этого процесса. «Запустить субдукцию — это как толкать поезд в гору», — объясняет ведущий автор исследования Брэндон Шак из Университета Луизианы. «Но когда она набрала ход, это уже поезд, летящий под уклон. Чтобы остановить его, нужна настоящая катастрофа».
Ученые обнаружили ответ у побережья острова Ванкувер в регионе Каскадия, где плиты Хуан-де-Фука и Эксплорер медленно погружаются под Североамериканскую плиту. Используя сейсмическую томографию — метод, пассивно регистрирующий естественные волны от землетрясений, проходящие через разные по плотности слои Земли, — и данные о землетрясениях, исследователи зафиксировали активный разрыв плиты. Экспедиция CASIE21 на судне Marcus G. Langseth отправила звуковые волны в океанское дно и записала их отражение с помощью 15-километровой сети подводных датчиков.
Анализ показал, что плита не разрушается мгновенно, а разрывается на части поэтапно. Ученые выявили несколько крупных разломов, в одном из которых плита опустилась на пять километров. Землетрясения происходят только в активных участках, а в других зонах царит тишина — это значит, что части плиты уже отделились. «Вместо единовременного коллапса мы видим, как плита распадается на микроплиты, создавая новые границы», — поясняет Шак.
Подобные процессы разрушения литосферных плит наблюдаются и в других регионах мира, включая зону субдукции под Калимантаном (Индонезия), где происходит отрыв плиты моря Сулу, зону субдукции в регионе Вануату в Тихом океане, где наблюдается фрагментация плиты, а также зону субдукции Эллинской дуги в Греции, демонстрирующую признаки отрыва слэба.
Для жителей Тихоокеанского Северо-Запада открытие означает уточнение моделей сейсмической опасности. Хотя регион по-прежнему способен порождать разрушительные землетрясения и цунами, понимание того, как разрывы влияют на распространение подземных толчков, поможет точнее оценивать риски. Ученые уже изучают, сможет ли будущее крупное землетрясение преодолеть эти новые «шрамы» в коре Земли.
Источник: Earth is splitting open beneath the Pacific Northwest, scientists say