V odlehlé oblasti kombinace geofyzikálních metod identifikuje jako příčinu přenos magmatu pod mořským dnem.
I u pobřeží Antarktidy lze nalézt sopky. Sekvence více než 85,000 2020 zemětřesení byla zaznamenána v roce XNUMX u podmořské sopky Orca, která byla dlouhou dobu neaktivní, rojové zemětřesení, které dosáhlo rozměrů, které v této oblasti dříve nebyly pozorovány. Skutečnost, že takové události lze studovat a popsat do pozoruhodných podrobností i v tak odlehlých, a tedy špatně vybavených oblastech, nyní ukazuje studie mezinárodního týmu publikovaná v časopise Komunikace Země a životní prostředí.
Do studie, kterou vedla Simone Cesca z německého výzkumného centra pro geovědy (GFZ) Potsdam, se podíleli vědci z Německa, Itálie, Polska a Spojených států. Dokázali zkombinovat seismologické, geodetické techniky a techniky dálkového průzkumu, aby určili, jak rychlý přenos magmatu ze zemského pláště poblíž hranice kůry a pláště téměř na povrch způsobil zemětřesení roje.
Sopka Orca mezi špičkou Jižní Ameriky a Antarktidy
Rojová otřesy se vyskytují hlavně ve vulkanicky aktivních oblastech. Jako příčina je proto podezřelý pohyb tekutin v zemské kůře. Orca seamount je velká podmořská štítová sopka s výškou asi 900 metrů nad mořským dnem a průměrem základny asi 11 kilometrů. Nachází se v Bransfield Strait, oceánském kanálu mezi Antarktickým poloostrovem a Jižními Shetlandskými ostrovy, jihozápadně od jižního cípu Argentiny.
„V minulosti byla seismicita v této oblasti mírná. V srpnu 2020 tam však začal intenzivní seismický roj, který během půl roku zaznamenal více než 85,000 2.1 zemětřesení. Představuje největší seismické nepokoje, jaké tam kdy byly zaznamenány,“ uvádí Simone Cesca, vědecká pracovnice GFZ v sekci XNUMX Zemětřesení a fyzika sopek a hlavní autorka nyní publikované studie. Ve stejné době jako roj byl na sousedním Ostrově krále Jiřího zaznamenán příčný posun země o více než deset centimetrů a malý zdvih asi o jeden centimetr.
Výzvy výzkumu v odlehlé oblasti
Cesca studovala tyto události s kolegy z Národního institutu oceánografie a aplikované geofyziky — OGS a University of Bologna (Itálie), Polské akademie věd, Leibniz University Hannover, German Aerospace Center (DLR) a University of Potsdam. Problém byl v tom, že ve vzdálené oblasti je málo konvenčních seismologických přístrojů, konkrétně pouze dvě seismické a dvě GNSS stanice (pozemní stanice Globální Navigation Satellit Ssystém, který měří zemní posun). Za účelem rekonstrukce chronologie a vývoje nepokojů a určení jejich příčiny proto tým dodatečně analyzoval data ze vzdálenějších seismických stanic a data z družic InSAR, které pomocí radarové interferometrie měří zemské posuny. Důležitým krokem bylo modelování událostí řadou geofyzikálních metod za účelem správné interpretace dat.
Rekonstrukce seismických jevů
Začátek nepokojů vědci zpětně datovali na 10. srpna 2020 a rozšířili původní globální seismický katalog obsahující pouze 128 zemětřesení na více než 85,000 2 událostí. Roj vyvrcholil dvěma velkými zemětřeseními 5.9. října (Mw 6) a 6.0. listopadu (Mw 2020) 2021, než odezněl. Do února XNUMX se seismická aktivita výrazně snížila.
Vědci identifikují jako hlavní příčinu zemětřesení magmatu průnik magmatu, migraci většího objemu magmatu, protože seismické procesy samy o sobě nemohou vysvětlit pozorovanou silnou povrchovou deformaci na Ostrově krále Jiřího. Přítomnost objemového průniku magmatu lze potvrdit nezávisle na základě geodetických údajů.
Počínaje svým původem seismicita nejprve migrovala nahoru a poté laterálně: hlubší, shluková zemětřesení jsou interpretována jako reakce na vertikální šíření magmatu z nádrže ve svrchním plášti nebo na hranici kůry a pláště, zatímco mělčí zemětřesení v kůře se rozprostírají SV-JZ spuštěna na vrcholu laterálně rostoucí magmatické hráze, která dosahuje délky asi 20 kilometrů.
Seismicita se do poloviny listopadu, po zhruba třech měsících trvalé aktivity, náhle snížila v souladu s výskytem největších zemětřesení v sérii o síle Mw 6.0. Konec roje lze vysvětlit ztrátou tlaku v magmatické hrázi, doprovázející skluz velkého zlomu, a mohl by znamenat načasování erupce na mořském dně, kterou však dosud nebylo možné potvrdit jinými údaji.
Na základě modelování dat GNSS a InSAR vědci odhadli, že objem Bransfieldské magmatické intruze je v rozmezí 0.26-0.56 km³. To z této epizody dělá také největší magmatický nepokoj, jaký byl kdy geofyzikálně monitorován v Antarktidě.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Simone Cesca uzavírá: „Naše studie představuje nový úspěšný výzkum seismovulkanických nepokojů na odlehlém místě na Zemi, kde se kombinovaná aplikace seismologie, geodézie a technik dálkového průzkumu používá k pochopení procesů zemětřesení a transportu magmatu ve špatně vybavených podmínkách. oblasti. Toto je jeden z mála případů, kdy můžeme pomocí geofyzikálních nástrojů pozorovat průnik magmatu ze svrchního pláště nebo hranice kůry a pláště do mělké kůry – rychlý přenos magmatu z pláště téměř na povrch, který trvá jen několik dní. .“
Reference: „Masivní zemětřesný roj řízený magmatickým pronikáním do Bransfieldského průlivu, Antarktida“ od Simone Cesca, Monica Sugan, Łukasz Rudzinski, Sanaz Vajedian, Peter Niemz, Simon Plank, Gesa Petersen, Zhiguo Deng, Eleonora Rivalta, Alessandro Perman Plasencia Linares, Sebastian Heimann a Torsten Dahm, 11. dubna 2022, Komunikace Země a životní prostředí.
DOI: 10.1038/s43247-022-00418-5
