Kauges piirkonnas tuvastab geofüüsikaliste meetodite kombinatsioon põhjusena magma kandumise merepõhja alla.
Isegi Antarktika ranniku lähedal võib leida vulkaane. 85,000. aastal registreeriti Orca allveelaevavulkaanis, mis on pikka aega olnud passiivne, enam kui 2020 XNUMX maavärinast koosnev jada, mis saavutas mõõtmed, mida selles piirkonnas varem ei täheldatud. Asjaolu, et selliseid sündmusi saab märkimisväärselt üksikasjalikult uurida ja kirjeldada isegi nii kaugetes ja seetõttu halvasti instrumenteeritud piirkondades, näitab nüüd ajakirjas avaldatud rahvusvahelise meeskonna uuring. Side Maa ja keskkond.
Uuringusse kaasati Saksamaa, Itaalia, Poola ja Ameerika Ühendriikide teadlased, mida juhtis Simone Cesca Saksa geoteaduste uurimiskeskusest (GFZ) Potsdamist. Nad suutsid kombineerida seismoloogilisi, geodeetilisi ja kaugseire tehnikaid, et teha kindlaks, kuidas magma kiire ülekandumine maakoore ja vahevöö piiri lähedal asuvast Maa vahevööst peaaegu maapinnale põhjustas sülemivärina.
Orca vulkaan Lõuna-Ameerika tipu ja Antarktika vahel
Sülevärinad toimuvad peamiselt vulkaaniliselt aktiivsetes piirkondades. Seetõttu kahtlustatakse põhjusena vedelike liikumist maakoores. Orca seamount on suur veealune kilpvulkaan, mille kõrgus on umbes 900 meetrit merepõhjast ja mille aluse läbimõõt on umbes 11 kilomeetrit. See asub Bransfieldi väinas, Antarktika poolsaare ja Lõuna-Shetlandi saarte vahelises ookeanikanalis, Argentina lõunatipust edelas.
"Varem oli seismilisus selles piirkonnas mõõdukas. 2020. aasta augustis algas seal aga intensiivne seismiline sülem, kus poole aasta jooksul toimus üle 85,000 2.1 maavärina. See kujutab endast suurimat seal kunagi registreeritud seismilist rahutust,” teatab Simone Cesca, GFZ maavärina ja vulkaanifüüsika jaotise XNUMX teadlane ja nüüd avaldatud uuringu juhtiv autor. Sülemiga samal ajal registreeriti naabruses asuval King George'i saarel üle kümne sentimeetri suurune külgsuunaline maapinna nihe ja väike, umbes ühe sentimeetrine tõus.
Uurimistöö väljakutsed kauges piirkonnas
Cesca uuris neid sündmusi koos kolleegidega riiklikust okeanograafia ja rakendusgeofüüsika instituudist - OGS ja Bologna ülikool (Itaalia), Poola Teaduste Akadeemia, Hannoveri Leibnizi ülikool, Saksa lennunduskeskus (DLR) ja Potsdami ülikool. Väljakutse seisnes selles, et kauges piirkonnas on vähe tavapäraseid seismoloogilisi instrumente, nimelt ainult kaks seismilist ja kaks GNSS-jaama (maapealsed jaamad). Globaalne Nlennundus Satelliid Ssüsteemid, mis mõõdavad maapinna nihet). Rahutuste kronoloogia ja arengu rekonstrueerimiseks ning nende põhjuste väljaselgitamiseks analüüsis meeskond seetõttu täiendavalt kaugemate seismiliste jaamade andmeid ja InSAR-i satelliitide andmeid, mis kasutavad maapinna nihkete mõõtmiseks radari interferomeetriat. Oluliseks sammuks oli sündmuste modelleerimine mitmete geofüüsikaliste meetoditega, et andmeid õigesti tõlgendada.
Seismiliste sündmuste rekonstrueerimine
Teadlased ajasid rahutuste alguse tagasi 10. augustini 2020 ja laiendasid algset ülemaailmset seismilist kataloogi, mis sisaldab vaid 128 maavärinat, enam kui 85,000 2 sündmuseni. Sülem saavutas haripunkti kahe suure maavärinaga 5.9. oktoobril (Mw 6) ja 6.0. novembril (Mw 2020) 2021, enne kui see vaibus. XNUMX. aasta veebruariks oli seismiline aktiivsus oluliselt vähenenud.
Teadlased tuvastavad sülemivärina peamise põhjusena magma sissetungi, suurema magmahulga rände, sest seismilised protsessid üksi ei suuda seletada King George'i saarel täheldatud tugevat pinnadeformatsiooni. Mahulise magma sissetungi olemasolu saab kinnitada sõltumatult geodeetiliste andmete põhjal.
Alates selle päritolust rändas seismilisus esmalt ülespoole ja seejärel külgsuunas: sügavamaid rühmitatud maavärinaid tõlgendatakse vastusena vertikaalsele magma levikule reservuaarist ülemises vahevöös või maakoore ja vahevöö piiril, samas kui madalamad maavärinad ulatuvad kirde-loode suunas. vallandas külgsuunas kasvava magmatammi peal, mille pikkus ulatub umbes 20 kilomeetrini.
Seismilisus vähenes järsult novembri keskpaigaks pärast umbes kolm kuud kestnud pidevat tegevust, mis on vastavuses sarja suurimate maavärinatega magnituudiga Mw 6.0. Sülemi lõppu võib seletada rõhu kadumisega magmatammis, mis kaasnes suure rikke libisemisega ja mis võib tähistada merepõhjapurske aega, mida aga veel ei saa kinnitada muude andmetega.
GNSS-i ja InSAR-i andmeid modelleerides leidsid teadlased, et Bransfieldi magmaatilise sissetungi maht jääb vahemikku 0.26–0.56 km³. See teeb sellest episoodist ka suurima magmaatilise rahutuse, mida Antarktikas kunagi geofüüsiliselt jälgitud.
Järeldus
Simone Cesca järeldab: "Meie uuring kujutab endast uut edukat uurimist seismo-vulkaaniliste rahutuste kohta Maa kauges kohas, kus seismoloogia, geodeesia ja kaugseire tehnikaid kasutatakse maavärinaprotsesside ja magma transpordi mõistmiseks halvasti varustatud kohas. alad. See on üks väheseid juhtumeid, kus saame geofüüsikaliste vahenditega jälgida magma tungimist vahevöö ülaosast või maakoore ja vahevöö piirilt madalasse maakoore – magma kiiret ülekandumist vahevööst peaaegu pinnale, mis võtab aega vaid mõne päeva. .”
Viide: "Massiivne maavärina parv, mille põhjustas magmaatiline sissetung Bransfieldi väinas, Antarktikas", autorid Simone Cesca, Monica Sugan, Łukasz Rudzinski, Sanaz Vajedian, Peter Niemz, Simon Plank, Gesa Petersen, Zhiguo Deng, Eleonora Mildrocyuan, A, A. Plasencia Linares, Sebastian Heimann ja Torsten Dahm, 11. aprill 2022, Side Maa ja keskkond.
DOI: 10.1038/s43247-022-00418-5
