A fost descoperit un imens rezervor de apă submarin – ar putea explica cutremurele misterioase din Noua Zeelandă

Un rezervor mare de apă descoperit sub fundul oceanului, lângă Noua Zeelandă, poate oferi o perspectivă asupra mecanismelor cutremurelor cu alunecare lentă și a activității tectonice.

Cercetătorii au descoperit echivalentul apei de mare prinse în sedimente și roci într-un platou vulcanic pierdut, care este acum adânc în scoarța terestră. O imagine seismică 3D a dezvăluit că apa se află la două mile sub fundul oceanului, în largul coastei Noii Zeelande, unde este probabil să atenueze o falie majoră de cutremur îndreptată spre Insula de Nord a țării.

Cutremurele lente și apă

Se știe că defectarea produce cutremure cu mișcare lentă, numite evenimente cu alunecare lentă. Acestea pot elibera presiunea tectonică reținută în mod inofensiv în zile și săptămâni. Oamenii de știință vor să știe de ce apar mai des în unele defecte decât în ​​altele.

Se crede că multe cutremure cu alunecare lentă sunt asociate cu apa îngropată. Cu toate acestea, până în prezent nu există dovezi geologice directe care să sugereze existența unui rezervor de apă atât de mare în această ruptură specială din Noua Zeelandă.

Podișul Hikurangi este rămășițele unei serii de erupții vulcanice epice care au început acum 125 de milioane de ani în Oceanul Pacific. Un studiu seismic recent (dreptunghi roșu) condus de Institutul de Geofizică al Universității din Texas a imaginat platoul în timp ce acesta a subdus în zona de subducție Hikurangi din Noua Zeelandă (linia roșie). Credit: Andrew Gas

„Nu putem vedea încă suficient de adânc pentru a ști exact care este impactul asupra faliei, dar putem vedea că cantitatea de apă care curge aici este mult mai mare decât în ​​mod normal”, a spus autorul principal Andrew Ghez, care a condus studiul. Lucrează ca bursier postdoctoral la Institutul de Geofizică al Universității din Texas (UTIG).

Cercetarea a fost publicată recent în jurnal Avansarea științei Se bazează pe expediții seismice și foraje oceanice științifice conduse de cercetători de la UTIG.

Căutați o înțelegere mai profundă

Gase, acum bursier postdoctoral la Universitatea Western Washington, solicită forări mai profunde pentru a găsi unde ajunge apa, astfel încât cercetătorii să poată determina dacă afectează presiunea din jurul falii – o informație importantă care ar putea duce la o înțelegere mai precisă. El a spus despre cutremure majore.

Active rezervoare de apă

Locul unde cercetătorii au descoperit apa face parte dintr-o vastă provincie vulcanică formată atunci când un nor de lavă de dimensiunea SUA a pătruns pe suprafața Pământului în Oceanul Pacific, acum 125 de milioane de ani. Acest eveniment a fost una dintre cele mai mari erupții vulcanice cunoscute de pe Pământ și a durat câteva milioane de ani.

Gaz a folosit scanări seismice pentru a construi o imagine 3D a platoului vulcanic antic, unde a văzut sedimente groase, stratificate, din jurul vulcanilor îngropați. Colaboratorii săi de la UTIG au efectuat experimente de laborator pe mostre de rocă vulcanică și au descoperit că apa reprezintă aproape jumătate din volumul ei.

O imagine seismică a Podișului Hikurangi dezvăluie detalii despre interiorul Pământului și din ce constă acesta. Stratul albastru-verde de sub linia galbenă arată apa îngropată în roci. Cercetătorii de la Institutul de Geofizică al Universității din Texas cred că apa ar putea atenua cutremurele din zona de subducție Hikurangi din apropiere. Credit: Andrew Gas

„Coasta oceanică normală, când ajunge la aproximativ 7 sau 10 milioane de ani, ar trebui să conțină mult mai puțină apă”, a spus el. Scoarta oceanică în studiile seismice a fost de 10 ori mai veche, dar a rămas mult mai umedă.

Gaz speculează că mările de mică adâncime în care au avut loc erupțiile au erodat unii vulcani în roci poroase, fracturate, care stochează apă ca un acvifer în timpul îngropării. De-a lungul timpului, pietrele și fragmentele lor s-au transformat în noroi, captând mai multă apă.

Implicații pentru înțelegerea cutremurelor

Această descoperire este importantă deoarece oamenii de știință cred că presiunea apei subterane poate fi un element cheie în crearea condițiilor care eliberează stresul tectonic prin cutremure cu alunecare lentă. Acest lucru se întâmplă de obicei atunci când sedimentele bogate în apă sunt îngropate cu falia, captând apa sub pământ. Cu toate acestea, Riftul Noua Zeelandă conține câteva dintre aceste depozite oceanice tipice. În schimb, cercetătorii cred că vulcanii antici și rocile metamorfice – acum argiloase – transportau cantități mari de apă în jos atunci când ruptura le-a înghițit.

Directorul UTIG, Demian Saffer, co-autor al studiului și co-sef de știință al misiunii științifice de foraj, a declarat că rezultatele sugerează că alte erori de cutremur din întreaga lume s-ar putea afla în situații similare.

„Este un exemplu foarte clar al relației dintre fluide și felul în care se mișcă o falie tectonică – inclusiv comportamentul cutremurelor”, a spus el. „Acesta este ceva ce am emis ipoteza din experimentele de laborator și am prezis prin unele simulări pe computer, dar există foarte puține experimente clare pe teren pentru a testa acest lucru la scara plăcilor tectonice.”

Referință: „Inundațiile scoartei superioare bogate în vulcanici furnizează fluide pentru împingerea superficială și alunecarea lentă” de Andrew C. Gas, Nathan L. Bangs, Demian M. Safar, Shushu Han, Peter K. Miller, Rebecca E. Bell, Ryota Arai, Stuart A. Henrys, Shuichi Kodaira, Richard Davey, Laura Fram și Daniel H.N. Parker, 16 august 2023, Avansarea științei.
doi: 10.1126/sciadv.adh0150

Cercetarea a fost finanțată de Fundația Națională pentru Știință din SUA și de agențiile de știință și cercetare din Noua Zeelandă, Japonia și Regatul Unit.