In 'n afgeleë gebied identifiseer 'n mengsel van geofisiese metodes magma-oordrag onder die seebodem as die oorsaak.
Selfs langs die kus van Antarktika kan vulkane gevind word. 'n Volgorde van meer as 85,000 2020 aardbewings is in XNUMX by die Orca-ondersese vulkaan, wat lankal onaktief was, aangeteken, 'n swermbewing wat afmetings bereik het wat nie voorheen vir hierdie streek waargeneem is nie. Die feit dat sulke gebeure selfs in sulke afgeleë, en dus swak geinstrumenteerde gebiede in merkwaardige detail bestudeer en beskryf kan word, word nou getoon deur die studie van 'n internasionale span wat in die joernaal gepubliseer is. Kommunikasie Aarde en Omgewing.
Navorsers van Duitsland, Italië, Pole en die Verenigde State was betrokke by die studie, wat gelei is deur Simone Cesca van die Duitse Navorsingsentrum vir Geowetenskappe (GFZ) Potsdam. Hulle was in staat om seismologiese, geodetiese en afstandwaarnemingstegnieke te kombineer om te bepaal hoe die vinnige oordrag van magma vanaf die Aarde se mantel naby die kors-mantelgrens tot byna die oppervlak die swermbewing veroorsaak het.
Die Orca-vulkaan tussen die punt van Suid-Amerika en Antarktika
Swermbewings kom hoofsaaklik in vulkanies aktiewe streke voor. Die beweging van vloeistowwe in die aardkors word dus as die oorsaak vermoed. Orca-seeberg is 'n groot ondersese skildvulkaan met 'n hoogte van ongeveer 900 meter bo die seebodem en 'n basisdeursnee van ongeveer 11 kilometer. Dit is geleë in die Bransfield-straat, 'n seekanaal tussen die Antarktiese Skiereiland en die Suid-Shetland-eilande, suidwes van die suidpunt van Argentinië.
“In die verlede was seismisiteit in hierdie streek matig. In Augustus 2020 het 'n intense seismiese swerm egter daar begin, met meer as 85,000 2.1 aardbewings binne 'n halfjaar. Dit verteenwoordig die grootste seismiese onrus wat nog ooit daar aangeteken is,” berig Simone Cesca, ’n wetenskaplike in GFZ se Section XNUMX Earthquake and Volcano Physics en hoofskrywer van die nou gepubliseerde studie. Terselfdertyd met die swerm is 'n laterale grondverskuiwing van meer as tien sentimeter en 'n klein opheffing van ongeveer een sentimeter op die naburige King George-eiland aangeteken.
Uitdagings van navorsing in 'n afgeleë gebied
Cesca het hierdie gebeure bestudeer saam met kollegas van die Nasionale Instituut vir Oseanografie en Toegepaste Geofisika - OGS en die Universiteit van Bologna (Italië), die Poolse Akademie vir Wetenskappe, Leibniz Universiteit Hannover, die Duitse Lugvaartsentrum (DLR) en die Universiteit van Potsdam. Die uitdaging was dat daar min konvensionele seismologiese instrumente in die afgeleë gebied is, naamlik slegs twee seismiese en twee GNSS-stasies (grondstasies van die Glob Nlugvaart Satelliet Sstelsel wat grondverplasing meet). Om die chronologie en ontwikkeling van die onrus te rekonstrueer en die oorsaak daarvan te bepaal, het die span dus addisioneel data van verder seismiese stasies en data van InSAR-satelliete ontleed, wat radar-interferometrie gebruik om grondverplasings te meet. 'n Belangrike stap was die modellering van die gebeure met 'n aantal geofisiese metodes om die data korrek te interpreteer.
Rekonstrueer die seismiese gebeure
Die navorsers het die begin van die onrus tot 10 Augustus 2020 teruggedateer en die oorspronklike wêreldwye seismiese katalogus, wat slegs 128 aardbewings bevat, uitgebrei na meer as 85,000 2 gebeurtenisse. Die swerm het 'n hoogtepunt bereik met twee groot aardbewings op 5.9 Oktober (Mw 6) en 6.0 November (Mw 2020) 2021 voordat dit bedaar het. Teen Februarie XNUMX het seismiese aktiwiteit aansienlik afgeneem.
Die wetenskaplikes identifiseer 'n magma-indringing, die migrasie van 'n groter volume magma, as die hoofoorsaak van die swermbewing, omdat seismiese prosesse alleen nie die waargenome sterk oppervlakvervorming op King George-eiland kan verklaar nie. Die teenwoordigheid van 'n volumetriese magma-indringing kan onafhanklik bevestig word op grond van geodetiese data.
Vanaf sy oorsprong het seismisiteit eers opwaarts en toe lateraal gemigreer: dieper, saamgevoegde aardbewings word geïnterpreteer as die reaksie op vertikale magma-voortplanting vanaf 'n reservoir in die boonste mantel of by die kors-mantel-grens, terwyl vlakker, kors-aardbewings NE-SW strek. veroorsaak bo-op die lateraal groeiende magma-dyk, wat 'n lengte van ongeveer 20 kilometer bereik.
Die seismisiteit het teen middel November skielik afgeneem, na ongeveer drie maande van volgehoue aktiwiteit, in ooreenstemming met die voorkoms van die grootste aardbewings van die reeks, met 'n magnitude Mw 6.0. Die einde van die swerm kan verklaar word deur die verlies aan druk in die magma-dyk, wat gepaard gaan met die glip van 'n groot verskuiwing, en kan die tydsberekening van 'n seebodemuitbarsting aandui wat egter nog nie deur ander data bevestig kon word nie.
Deur GNSS- en InSAR-data te modelleer, het die wetenskaplikes beraam dat die volume van die Bransfield-magmatiese indringing in die reeks 0.26-0.56 km³ is. Dit maak hierdie episode ook die grootste magmatiese onrus wat nog in Antarktika geofisies gemonitor is.
Gevolgtrekking
Simone Cesca sluit af: "Ons studie verteenwoordig 'n nuwe suksesvolle ondersoek van 'n seismo-vulkaniese onrus op 'n afgeleë plek op Aarde, waar die gekombineerde toepassing van seismologie, geodesie en afstandwaarnemingstegnieke gebruik word om aardbewingprosesse en magmavervoer in swak instrumente te verstaan. gebiede. Dit is een van die min gevalle waar ons geofisiese gereedskap kan gebruik om indringing van magma vanaf die boonste mantel of kors-mantel grens in die vlak kors waar te neem - 'n vinnige oordrag van magma vanaf die mantel na byna die oppervlak wat slegs 'n paar dae neem .”
Verwysing: "Massiewe aardbewing swerm aangedryf deur magmatiese indringing by die Bransfield Strait, Antarktika" deur Simone Cesca, Monica Sugan, Łukasz Rudzinski, Sanaz Vajedian, Peter Niemz, Simon Plank, Gesa Petersen, Zhiguo Deng, Eleonora Rivalta, Alessandro Vuandro, A, A. Plasencia Linares, Sebastian Heimann en Torsten Dahm, 11 April 2022, Kommunikasie Aarde en omgewing.
DOI: 10.1038/s43247-022-00418-5
