Syrjäisellä alueella geofysikaalisten menetelmien sekoitus tunnistaa syyksi magman siirtymisen merenpohjan alle.
Jopa Etelämantereen rannikolta löytyy tulivuoria. Yli 85,000 2020 maanjäristyksen sarja kirjattiin vuonna XNUMX Orcan sukellusvenetulivuoressa, joka on ollut pitkään passiivinen, parvijäristys, joka saavutti mittasuhteet, joita ei ole aiemmin havaittu tällä alueella. Se tosiasia, että tällaisia tapahtumia voidaan tutkia ja kuvata erittäin yksityiskohtaisesti jopa niin syrjäisillä ja siksi huonosti instrumentoiduilla alueilla, osoittaa nyt lehdessä julkaistu kansainvälisen ryhmän tutkimus. Viestintä Maa ja ympäristö.
Tutkimukseen osallistui tutkijoita Saksasta, Italiasta, Puolasta ja Yhdysvalloista, jota johti Simone Cesca Saksan geotieteiden tutkimuskeskuksesta (GFZ) Potsdamista. He pystyivät yhdistämään seismologisia, geodeettisia ja kaukokartoitustekniikoita määrittääkseen, kuinka nopea magman siirtyminen Maan vaipan läheltä maankuoren ja vaipan rajaa lähes pintaan aiheutti parven järistyksen.
Orca-tulivuori Etelä-Amerikan kärjen ja Etelämantereen välillä
Parvijäristykset tapahtuvat pääasiassa vulkaanisesti aktiivisilla alueilla. Siksi syyksi epäillään nesteiden liikkumista maankuoressa. Orca seamount on suuri sukellusvenekilpitulivuori, jonka korkeus on noin 900 metriä merenpohjan yläpuolella ja pohjan halkaisija noin 11 kilometriä. Se sijaitsee Bransfieldin salmessa, valtamerikanavassa Etelämantereen niemimaan ja Etelä-Shetlandin saarten välillä, lounaaseen Argentiinan eteläkärjestä.
”Aiemmin seismissyys oli tällä alueella kohtalaista. Elokuussa 2020 siellä alkoi kuitenkin voimakas seisminen parvi, jossa tapahtui yli 85,000 2.1 maanjäristystä puolen vuoden sisällä. Se edustaa suurinta siellä koskaan havaittua seismistä levottomuutta”, kertoo Simone Cesca, GFZ:n luvun XNUMX Earthquake and Volcano Physics tutkija ja nyt julkaistun tutkimuksen johtava kirjoittaja. Samaan aikaan parven kanssa viereisellä King George Islandilla havaittiin yli kymmenen senttimetrin sivuttaissiirtymä ja pieni, noin senttimetrin kohouma.
Tutkimuksen haasteita syrjäisellä alueella
Cesca tutki näitä tapahtumia kollegoiden kanssa National Institute of Oceanography and Applied Geophysics - OGS:sta ja Bolognan yliopistosta (Italia), Puolan tiedeakatemiasta, Hannoverin Leibnizin yliopistosta, Saksan ilmailukeskuksesta (DLR) ja Potsdamin yliopistosta. Haasteena oli se, että syrjäisellä alueella on vähän tavanomaisia seismologisia laitteita, nimittäin vain kaksi seismistä ja kaksi GNSS-asemaa (maa-asemat). Globaali Nnavigointi Satelliitti Sjärjestelmä, joka mittaa maan siirtymän). Selvittääkseen levottomuuksien kronologian ja kehityksen sekä selvittääkseen sen syyn, työryhmä analysoi lisäksi tietoja kauempaa seismisistä asemista sekä tietoja InSAR-satelliiteista, jotka mittaavat tutkainterferometriaa maanpinnan siirtymien mittaamiseen. Tärkeä askel oli tapahtumien mallintaminen useilla geofysikaalisilla menetelmillä tiedon tulkitsemiseksi oikein.
Seismisten tapahtumien rekonstruointi
Tutkijat ajoittivat levottomuuksien alkamisen 10. elokuuta 2020 ja laajentavat alkuperäisen maailmanlaajuisen seismisen luettelon, joka sisältää vain 128 maanjäristystä, yli 85,000 2 tapahtumaan. Parvi oli huipussaan kahdella suurella maanjäristyksellä 5.9. lokakuuta (Mw 6) ja 6.0. marraskuuta (Mw 2020) 2021 ennen kuin se laantui. Helmikuussa XNUMX seisminen aktiivisuus oli laskenut merkittävästi.
Tiedemiehet tunnistavat parven järistyksen pääsyyksi magman tunkeutumisen, suuremman magman vaeltamisen, koska seismiset prosessit eivät yksin pysty selittämään King George Islandilla havaittua voimakasta pinnan muodonmuutosta. Volumetrisen magman tunkeutumisen olemassaolo voidaan vahvistaa itsenäisesti geodeettisten tietojen perusteella.
Alkuperästään lähtien seismissyys siirtyi ensin ylöspäin ja sitten sivusuunnassa: syvemmät, ryhmittyneet maanjäristykset tulkitaan vasteeksi magman etenemiseen pystysuorassa vaipan yläosassa tai kuorivaipan rajalla, kun taas matalammat, maankuoren maanjäristykset ulottuvat koilliseen lounaaseen. laukeaa sivusuunnassa kasvavan magmapadon päällä, jonka pituus on noin 20 kilometriä.
Seismisyys laski äkillisesti marraskuun puoliväliin mennessä noin kolmen kuukauden jatkuvan toiminnan jälkeen sarjan suurimpien maanjäristysten esiintymisen mukaisesti, magnitudi Mw 6.0. Parven loppuminen selittyy suuren vian lipsahtamiseen liittyvällä magmapadon paineen häviämisellä, ja se voi merkitä merenpohjan purkauksen ajoitusta, jota ei kuitenkaan vielä voitu vahvistaa muilla tiedoilla.
GNSS- ja InSAR-tietoja mallintamalla tutkijat arvioivat, että Bransfieldin magmaattisen tunkeutumisen tilavuus on 0.26-0.56 km³. Tämä tekee tästä jaksosta myös suurimman Etelämantereella geofyysisesti koskaan seurannetun magmaattisen levottomuuden.
Yhteenveto
Simone Cesca päättelee: "Tutkimuksemme edustaa uutta onnistunutta tutkimusta seismo-vulkaanisista levottomuuksista syrjäisellä paikalla maapallolla, jossa seismologian, geodesian ja kaukokartoitustekniikoiden yhdistettyä soveltamista käytetään ymmärtämään maanjäristysprosesseja ja magman kulkeutumista huonosti varustetuissa tiloissa. alueilla. Tämä on yksi harvoista tapauksista, joissa voimme geofysikaalisilla työkaluilla tarkkailla magman tunkeutumista vaipan ylemmältä tai kuorivaipan rajalta matalaan kuoreen – nopeaa magman siirtymistä vaipasta lähes pintaan, joka kestää vain muutaman päivän. .”
Viite: "Massiivinen maanjäristysparvi, jota ajaa magmaattinen tunkeutuminen Bransfieldin salmella, Etelämantereella", Simone Cesca, Monica Sugan, Łukasz Rudzinski, Sanaz Vajedian, Peter Niemz, Simon Plank, Gesa Petersen, Zhiguo Deng, Eleonora Percyuan, A, Eleonora Percyuan Plasencia Linares, Sebastian Heimann ja Torsten Dahm, 11. huhtikuuta 2022, Viestintä Maa ja ympäristö.
DOI: 10.1038/s43247-022-00418-5
