Nunha zona remota, unha mestura de métodos xeofísicos identifica a transferencia de magma debaixo do fondo do mar como a causa.
Mesmo na costa da Antártida pódense atopar volcáns. En 85,000 rexistrouse unha secuencia de máis de 2020 terremotos no volcán submarino Orca, que estivo inactivo durante moito tempo, un terremoto de enxame que acadou proporcións non observadas anteriormente para esta rexión. O feito de que este tipo de eventos poidan ser estudados e descritos con notable detalle mesmo en zonas tan remotas e, polo tanto, mal instrumentadas, agora demostra o estudo dun equipo internacional publicado na revista. Comunicacións Terra e Medio Ambiente.
Investigadores de Alemaña, Italia, Polonia e Estados Unidos participaron no estudo, que foi dirixido por Simone Cesca, do Centro de Investigación Alemán de Xeociencias (GFZ) Potsdam. Puideron combinar técnicas sismolóxicas, xeodésicas e de teledetección para determinar como a rápida transferencia de magma desde o manto terrestre preto do límite cortiza-manto ata case a superficie provocou o tremor do enxame.
O volcán Orca entre a punta de América do Sur e a Antártida
Os terremotos de enxame ocorren principalmente en rexións volcanicamente activas. Polo tanto, sospéitase que o movemento de fluídos na codia terrestre é a causa. O monte submarino Orca é un gran volcán de escudo submarino cunha altura duns 900 metros sobre o fondo mariño e un diámetro de base duns 11 quilómetros. Está situado no estreito de Bransfield, unha canle oceánica entre a península antártica e as illas Shetland do Sur, ao suroeste do extremo sur da Arxentina.
"No pasado, a sismicidade nesta rexión era moderada. Non obstante, en agosto de 2020, comezou alí un intenso enxame sísmico, con máis de 85,000 terremotos en medio ano. Representa o maior disturbio sísmico xamais rexistrado alí", informa Simone Cesca, científica da Sección 2.1 Física de Terremotos e Volcáns de GFZ e autora principal do estudo agora publicado. Ao mesmo tempo que o enxame, rexistrouse un desprazamento lateral do chan de máis de dez centímetros e un pequeno levantamento de aproximadamente un centímetro na veciña illa King George.
Retos da investigación nunha zona remota
Cesca estudou estes eventos con colegas do Instituto Nacional de Oceanografía e Xeofísica Aplicada - OGS e a Universidade de Boloña (Italia), a Academia Polaca de Ciencias, a Universidade Leibniz de Hannover, o Centro Aeroespacial Alemán (DLR) e a Universidade de Potsdam. O desafío era que había poucos instrumentos sismolóxicos convencionais na zona remota, a saber, só dúas estacións sísmicas e dúas estacións GNSS (estacións terrestres do Gglobal Navigación Ssatélite Ssistema que miden o desprazamento do terreo). Para reconstruír a cronoloxía e o desenvolvemento dos disturbios e determinar a súa causa, o equipo analizou ademais os datos de estacións sísmicas máis afastadas e os datos de satélites InSAR, que usan interferometría de radar para medir os desprazamentos terrestres. Un paso importante foi a modelización dos eventos con varios métodos xeofísicos para interpretar correctamente os datos.
Reconstrución dos eventos sísmicos
Os investigadores retrocederon o inicio dos disturbios ata o 10 de agosto de 2020 e estenden o catálogo sísmico global orixinal, que contén só 128 terremotos, a máis de 85,000 eventos. O enxame alcanzou o seu punto máximo con dous grandes terremotos o 2 de outubro (Mw 5.9) e o 6 de novembro (Mw 6.0) de 2020 antes de diminuír. En febreiro de 2021, a actividade sísmica diminuíu significativamente.
Os científicos identifican unha intrusión de magma, a migración dun volume maior de magma, como a principal causa do terremoto de enxame, porque os procesos sísmicos por si só non poden explicar a forte deformación superficial observada na illa King George. A presenza dunha intrusión de magma volumétrica pódese confirmar independentemente a partir de datos xeodésicos.
A partir da súa orixe, a sismicidade primeiro migrou cara arriba e despois lateralmente: os terremotos máis profundos e agrupados interprétanse como a resposta á propagación do magma vertical desde un reservorio no manto superior ou no límite cortiza-manto, mentres que os terremotos de menor profundidade e cortiza esténdense de NE-SW. desencadeada enriba do dique magmático de crecemento lateral, que alcanza unha lonxitude duns 20 quilómetros.
A sismicidade diminuíu bruscamente a mediados de novembro, despois duns tres meses de actividade sostida, en correspondencia coa ocorrencia dos maiores terremotos da serie, cunha magnitude Mw 6.0. O final do enxame pode explicarse pola perda de presión no dique magmático, que acompaña ao deslizamento dunha gran falla, e podería marcar o momento dunha erupción do fondo mariño que, con todo, aínda non puido ser confirmado por outros datos.
Ao modelar datos GNSS e InSAR, os científicos estimaron que o volume da intrusión magmática Bransfield está no intervalo de 0.26-0.56 km³. Iso fai que este episodio sexa tamén o maior desorde magmático xamais monitorizado xeofísicamente na Antártida.
Conclusión
Simone Cesca conclúe: "O noso estudo representa unha nova investigación exitosa dun malestar sismo-volcánico nun lugar remoto da Terra, onde a aplicación combinada de sismoloxía, xeodesia e técnicas de teledetección utilízanse para comprender os procesos sísmicos e o transporte de magma en lugares mal instrumentados. áreas. Este é un dos poucos casos nos que podemos usar ferramentas xeofísicas para observar a intrusión de magma dende o manto superior ou o límite cortiza-manto na codia superficial: unha rápida transferencia de magma dende o manto ata case a superficie que leva só uns días. ”.
Referencia: "Massive earthquake swarm driven magmatic intrusion at the Bransfield Strait, Antarctica" de Simone Cesca, Monica Sugan, Łukasz Rudzinski, Sanaz Vajedian, Peter Niemz, Simon Plank, Gesa Petersen, Zhiguo Deng, Eleonora Rivalta, Alessandro Vuan, Milton Plasencia Linares, Sebastian Heimann e Torsten Dahm, 11 de abril de 2022, Comunicacións Terra e Medio Ambiente.
DOI: 10.1038/s43247-022-00418-5
