Во оддалечена област, мешавина од геофизички методи го идентификува трансферот на магма под морското дно како причина.
Дури и покрај брегот на Антарктикот, може да се најдат вулкани. Секвенца од повеќе од 85,000 земјотреси е забележана во 2020 година на подморскиот вулкан Орка, кој долго време е неактивен, рој земјотрес кој достигнал размери кои претходно не биле забележани за овој регион. Фактот дека таквите настани можат да се проучат и опишат со извонредни детали дури и во такви оддалечени, а со тоа и слабо инструментирани области, сега покажува студијата на меѓународен тим објавена во списанието Комуникации Земјата и животната средина.
Истражувачи од Германија, Италија, Полска и САД беа вклучени во студијата, која ја водеше Симоне Цеска од Германскиот истражувачки центар за геонауки (ГФЗ) Потсдам. Тие беа во можност да ги комбинираат сеизмолошките, геодетските и техниките за далечинско мерење за да утврдат како брзиот трансфер на магмата од земјината обвивка во близина на границата на кората-мантија до речиси површината го предизвикал ројот земјотрес.
Вулканот Орка помеѓу врвот на Јужна Америка и Антарктикот
Роеви земјотреси главно се случуваат во вулкански активни региони. Според тоа, се сомнева дека е причината за движењето на течностите во Земјината кора. Морската планина Орка е голем подморски штитовит вулкан со висина од околу 900 метри над морското дно и основен дијаметар од околу 11 километри. Се наоѓа во теснецот Брансфилд, океански канал помеѓу Антарктичкиот Полуостров и Јужните Шетландски Острови, југозападно од јужниот врв на Аргентина.
„Во минатото, сеизмичноста во овој регион беше умерена. Меѓутоа, во август 2020 година, таму започна интензивен сеизмички рој, со повеќе од 85,000 земјотреси во рок од половина година. Тоа го претставува најголемиот сеизмички немир што некогаш е забележан таму“, известува Симоне Цеска, научник во Одделот 2.1 на GFZ за земјотреси и физика на вулкани и главен автор на сега објавената студија. Во исто време со ројот, на соседниот остров Кинг Џорџ е забележано странично поместување на земјата од повеќе од десет сантиметри и мало подигнување од околу еден сантиметар.
Предизвици на истражување во оддалечена област
Цеска ги проучувала овие настани со колегите од Националниот институт за океанографија и применета геофизика - OGS и Универзитетот во Болоња (Италија), Полската академија на науките, Универзитетот Лајбниц во Хановер, Германскиот авијациски центар (DLR) и Универзитетот во Потсдам. Предизвикот беше што има малку конвенционални сеизмолошки инструменти во оддалеченото подрачје, имено само две сеизмички и две GNSS станици (земни станици на Gлобален Nавијација Sателит Sсистем кој го мери поместувањето на земјата). Со цел да се реконструира хронологијата и развојот на немирите и да се утврди нејзината причина, тимот затоа дополнително ги анализирал податоците од подалечните сеизмички станици и податоците од сателитите InSAR, кои користат радарска интерферометрија за мерење на поместувањата на земјата. Важен чекор беше моделирањето на настаните со голем број геофизички методи со цел правилно да се интерпретираат податоците.
Реконструкција на сеизмички настани
Истражувачите го одложија почетокот на немирите до 10 август 2020 година и го проширија оригиналниот глобален сеизмички каталог, кој содржи само 128 земјотреси, на повеќе од 85,000 настани. Ројот го достигна својот врв со два големи земјотреси на 2 октомври (Mw 5.9) и 6 ноември (Mw 6.0) 2020 година пред да се смири. До февруари 2021 година, сеизмичката активност значително се намали.
Како главна причина за рој земјотрес, научниците идентификуваат упад на магма, миграција на поголем волумен на магма, бидејќи сеизмичките процеси сами по себе не можат да ја објаснат забележаната силна деформација на површината на островот Кинг Џорџ. Присуството на волуметриски упад на магма може да се потврди независно врз основа на геодетски податоци.
Почнувајќи од своето потекло, сеизмичноста прво мигрирала нагоре, а потоа и странично: подлабоките, групирани земјотреси се толкуваат како одговор на вертикалното ширење на магмата од резервоар во горната обвивка или на границата на кора-мантија, додека поплитки, кора земјотреси се протегаат СИ-ЈЗ се активира на врвот на странично растечката магма насип, која достигнува должина од околу 20 километри.
Сеизмичноста нагло се намали до средината на ноември, по околу три месеци постојана активност, во кореспонденција со појавата на најголемите земјотреси од серијата, со магнитуда Mw 6.0. Крајот на ројот може да се објасни со губењето на притисокот во насипот на магмата, што го придружува лизгањето на голем расед и може да го означи времето на ерупција на морското дно што, сепак, сè уште не може да се потврди со други податоци.
Со моделирање на податоците од GNSS и InSAR, научниците процениле дека волуменот на магматскиот упад во Брансфилд е во опсег од 0.26-0.56 km³. Тоа ја прави оваа епизода, исто така, најголемиот магматски немир некогаш геофизички следен на Антарктикот.
Заклучок
Симоне Цеска заклучува: „Нашата студија претставува нова успешна истрага на сеизмо-вулкански немири на оддалечена локација на Земјата, каде што комбинираната примена на сеизмологијата, геодезијата и техниките за далечинско сензор се користат за да се разберат процесите на земјотресот и транспортот на магма во слабо инструментирани области. Ова е еден од ретките случаи каде што можеме да користиме геофизички алатки за да набљудуваме навлегување на магма од горната обвивка или границата на кората-мантија во плитката кора - брз трансфер на магмата од мантија на речиси површината што трае само неколку дена .“
Референца: „Масивен рој на земјотреси поттикнат од магматска упад во теснецот Брансфилд, Антарктик“ од Симоне Цеска, Моника Суган, Лукаш Руџински, Саназ Ваједијан, Питер Нимз, Симон Планк, Геса Петерсен, Жигуо Денг, Елеонора Ривалта, Милесон, Милесон Пласенсија Линарес, Себастијан Хајман и Торстен Дам, 11 април 2022 година, Комуникации Земја и животна средина.
DOI: 10.1038/s43247-022-00418-5
