Podmorská sopka v Antarktíde Orca vybuchla rojom 85 000 zemetrasení

V odľahlej oblasti identifikuje zmes geofyzikálnych metód ako príčinu prenos magmy pod dnom oceánu.

Sopky možno nájsť aj pri pobreží Antarktídy. Sled viac ako 85 000 zemetrasení bol zaznamenaný v roku 2020 na hlbokomorskej sopke Orca, ktorá bola dlho nečinná, roj zemetrasení, ktoré dosiahlo rozmery, ktoré sa predtým v regióne nepozorovali. Skutočnosť, že takéto javy možno študovať a opísať pozoruhodne podrobne, dokonca aj v takých odľahlých oblastiach, a teda v oblastiach so slabým prístrojovým vybavením, teraz publikoval medzinárodný tím v časopise Science. komunikácia Zem a životné prostredie,

Do štúdie, ktorú viedla Simone Ceska z nemeckého výskumného centra pre geovedy (GFZ) Postupim, boli zapojení vedci z Nemecka, Talianska, Poľska a Spojených štátov amerických. Dokázali skombinovať seizmické, geologické a diaľkové snímacie techniky, aby určili, ako rýchly presun magmy zo zemského plášťa blízko hranice kôry a plášťa takmer na povrch spôsobil rojové zemetrasenia.

Sopka Orca medzi cípom Južnej Ameriky a Antarktídy

Rojové zemetrasenia sa vyskytujú najmä vo vulkanicky aktívnych oblastiach. Preto sa za príčinu považuje pohyb tekutín v zemskej kôre. Orca Seamount je veľká podmorská štítová sopka s nadmorskou výškou asi 900 metrov nad morom a priemerom základne asi 11 kilometrov. Nachádza sa v Bransfieldskom prielive, oceánskom kanáli medzi Antarktickým polostrovom a Južnými Shetlandskými ostrovmi juhozápadne od južného cípu Argentíny.

Ilustrácia seizmicky aktívnej oblasti ďaleko od Antarktídy. kredit: Cesca et al. 2022; Prakriti Commun Earth Environment 3, 89 (2022); doi.org/10.1038/s43247-022-00418-5 (CC BY 4.0)

„V minulosti bola seizmicita v tomto regióne mierna. V auguste 2020 tam však začal silný seizmický roj, počas ktorého sa v priebehu pol roka vyskytlo viac ako 85 000 zemetrasení. To predstavuje najväčšiu seizmickú poruchu, aká bola kedy zaznamenaná,“ uvádza Simone Cesca, vedkyňa v sekcii 2.1 fyziky zemetrasení a sopiek GFZ a hlavná autorka teraz publikovanej štúdie. V rovnakom čase ako roj susedí postranná zem King George A na ostrove bol zaznamenaný posun o viac ako desať centimetrov a malý zdvih okolo jedného centimetra.

Výzvy výskumu v odľahlých oblastiach

Česká študovala tieto javy s kolegami z Národného inštitútu oceánografie a aplikovanej geofyziky – OGS a Univerzity v Bologni (Taliansko), Poľskej akadémie vied, Leibniz University Hannover, Nemeckého leteckého centra (DLR) a Univerzity v Postupime. Výzvou bolo, že odľahlá oblasť má málo konvenčných seizmických zariadení, konkrétne iba dve seizmické a dve GNSS stanice (pozemné stanice). Ánolowl nletectva ssatelit ssystém, ktorý meria posun pôdy). Na rekonštrukciu chronológie a vývoja poruchy a určenie jej príčiny tím dodatočne analyzoval údaje zo vzdialených seizmických staníc a údaje zo satelitov InSAR, ktoré využívajú radarovú interferometriu na meranie zemného posunu. Modelovanie udalostí bolo spolu s mnohými geofyzikálnymi metódami dôležitým krokom k správnej interpretácii údajov.

rekonštrukcia seizmických udalostí

Výskumníci vystopovali začiatok narušenia k 10. augustu 2020 a rozšírili pôvodný globálny seizmický zoznam, ktorý obsahoval iba 128 zemetrasení, na viac ako 85 000 udalostí. Roj vyvrcholil dvoma veľkými zemetraseniami 2. októbra (MW 5,9) a 6. novembra (MW 6,0) 2020 a potom klesol. Do februára 2021 sa seizmická aktivita výrazne znížila.

Vedci identifikujú prenikanie magmy, migráciu veľkého množstva magmy, ako hlavnú príčinu rojových zemetrasení, keďže samotné seizmické procesy nedokážu vysvetliť silnú povrchovú deformáciu pozorovanú na Ostrove kráľa Juraja. Prítomnosť objemových prienikov magmy možno nezávisle potvrdiť na základe geodetických údajov.

Počnúc od svojho pôvodu sa seizmicita najprv posunula nahor a potom neskôr: hlboké, zoskupené zemetrasenia sa interpretujú ako reakcia na vertikálnu difúziu magmy zo zásobníka na hornom plášti alebo na hranici kôry a plášťa, zatiaľ čo plytké zemetrasenia v kôre sa rozprestierajú na SV-JZ. Neskôr stúpajúca magma spustila na vrchole hrádze, ktorá dosahuje dĺžku asi 20 kilometrov.

Po takmer troch mesiacoch nepretržitej aktivity došlo do polovice novembra k náhlemu poklesu seizmicity s Mw 6,0 v súlade s výskytom najväčších zemetrasení série. Koniec roja môže byť vysvetlený stratou tlaku v magmatickej hrádzi, sprevádzaný zosuvom veľkej poruchy a môže znamenať čas erupcie na dne oceánu, čo však ešte musia potvrdiť ďalšie údaje. ..

Modelovaním údajov GNSS a InSAR vedci odhadli objem Bransfieldovej magmatickej intrúzie v rozsahu 0,26–0,56 km³. Vďaka tomu je táto epizóda najväčšou magmatickou poruchou, aká bola kedy zaznamenaná pri geofyzikálnom pozorovaní v Antarktíde.

záver

Simone Cesca uzavrela: „Naša štúdia predstavuje nové úspešné vyšetrovanie zemetrasno-vulkanickej poruchy na vzdialenom mieste na Zemi, kde sú seizmológia, geodézia a diaľkové snímanie dôležité pre zlé pochopenie procesov zemetrasenia a transportu magmy.“ Používa sa kombinovaná aplikácia techník. Toto je jeden z mála prípadov, kedy môžeme pomocou geofyzikálnych prístrojov pozorovať prienik magmy do plytkej kôry z vrchného plášťa alebo hranice zemského plášťa – plášť Rýchly prenos magmy z blízkeho povrchu, ktorý trvá len niekoľko dní.“

Referencia: „Masívne zemetrasenie poháňané magmatickou intrúziou v Bransfieldskom prielive, Antarktída“ od Simone Cesca, Monica Sugan, Lukasz Rudzinski, Sanaj Vajedian, Peter Niemz, Simon Plank, Gesa Petersen, Ziguo Deng, Eleonora Rivalta, Alessandro Vuan. Placencia Linares, Sebastian Heymann a Torsten Dahm, 11. apríla 2022, komunikácia Zem a životné prostredie,
DOI: 10.1038/s43247-022-00418-5