В отдаленном районе сочетание геофизических методов определяет перенос магмы ниже морского дна как причину.
Даже у берегов Антарктиды можно встретить вулканы. В 85,000 году на давно бездействующем подводном вулкане Орка была зафиксирована серия из более чем 2020 XNUMX землетрясений, роевое землетрясение достигло масштабов, ранее не наблюдавшихся для этого региона. Тот факт, что такие события могут быть изучены и описаны с поразительной подробностью даже в таких отдаленных и, следовательно, плохо оборудованных районах, теперь показывает исследование международной группы, опубликованное в журнале Связь Земля и окружающая среда.
В исследовании приняли участие исследователи из Германии, Италии, Польши и США, которым руководила Симона Ческа из Немецкого исследовательского центра геонаук (GFZ) в Потсдаме. Они смогли объединить сейсмологические, геодезические методы и методы дистанционного зондирования, чтобы определить, как быстрое перемещение магмы из земной мантии вблизи границы между корой и мантией почти к поверхности вызвало землетрясение роя.
Вулкан Орка между оконечностью Южной Америки и Антарктидой
Роевые землетрясения в основном происходят в вулканически активных регионах. Таким образом, предполагается, что причиной является движение жидкостей в земной коре. Подводная гора Орка представляет собой крупный подводный щитовой вулкан высотой около 900 метров над морским дном и диаметром основания около 11 километров. Он расположен в проливе Брансфилд, океанском канале между Антарктическим полуостровом и Южными Шетландскими островами, к юго-западу от южной оконечности Аргентины.
«В прошлом сейсмичность в этом регионе была умеренной. Однако в августе 2020 года там начался интенсивный сейсмический рой, за полгода произошло более 85,000 тысяч землетрясений. Это крупнейшее сейсмическое волнение, когда-либо зарегистрированное там», — сообщает Симоне Ческа, ученый из раздела 2.1 «Физика землетрясений и вулканов» GFZ и ведущий автор опубликованного исследования. Одновременно с роем на соседнем острове Кинг-Джордж было зафиксировано боковое смещение грунта более чем на десять сантиметров и небольшой подъем около одного сантиметра.
Проблемы исследований в отдаленных районах
Ческа изучала эти события вместе с коллегами из Национального института океанографии и прикладной геофизики — OGS и Болонского университета (Италия), Польской академии наук, Университета Лейбница в Ганновере, Немецкого аэрокосмического центра (DLR) и Потсдамского университета. Сложность заключалась в том, что в удаленной местности мало традиционных сейсмологических инструментов, а именно две сейсмические и две станции ГНСС (наземные станции GЛОБАЛЬНЫЕ Nаэронавигация Sателлит Sсистемы, которые измеряют смещение грунта). Поэтому, чтобы реконструировать хронологию и развитие беспорядков и определить их причину, команда дополнительно проанализировала данные с более дальних сейсмических станций и данные со спутников InSAR, которые используют радиолокационную интерферометрию для измерения смещения грунта. Важным шагом стало моделирование событий рядом геофизических методов для корректной интерпретации данных.
Реконструкция сейсмических событий
Исследователи перенесли начало беспорядков на 10 августа 2020 года и расширили первоначальный глобальный сейсмический каталог, содержащий всего 128 землетрясений, до более чем 85,000 2 событий. Рой достиг своего пика двумя сильными землетрясениями 5.9 октября (Mw 6) и 6.0 ноября (Mw 2020) 2021 г., после чего пошел на убыль. К февралю XNUMX года сейсмическая активность значительно снизилась.
Ученые определяют вторжение магмы, миграцию большего объема магмы, как основную причину роевого землетрясения, потому что одни только сейсмические процессы не могут объяснить наблюдаемую сильную деформацию поверхности на острове Кинг-Джордж. Наличие объемной магматической интрузии может быть подтверждено независимо на основании геодезических данных.
Начиная с момента своего возникновения, сейсмичность мигрировала сначала вверх, а затем в стороны: более глубокие кластерные землетрясения интерпретируются как реакция на вертикальное распространение магмы из резервуара в верхней мантии или на границе коры и мантии, тогда как более мелкие коровые землетрясения простираются на СВ-ЮЗ. срабатывает поверх латерально растущей магматической дайки, длина которой достигает около 20 километров.
Сейсмичность резко снизилась к середине ноября, после примерно трех месяцев устойчивой активности, в соответствии с возникновением крупнейших землетрясений серии с магнитудой Mw 6.0. Окончание роя может быть объяснено потерей давления в магматической дайке, сопровождающей скольжение крупного разлома, и может маркировать время морского извержения, которое, однако, другими данными пока не может быть подтверждено.
Путем моделирования данных GNSS и InSAR ученые подсчитали, что объем магматической интрузии Брансфилда находится в диапазоне 0.26-0.56 км³. Это делает этот эпизод также крупнейшим магматическим волнением, когда-либо отслеживаемым геофизически в Антарктиде.
Заключение
Симона Ческа заключает: «Наше исследование представляет собой новое успешное исследование сейсмо-вулканических волнений в отдаленном месте на Земле, где совместное применение сейсмологии, геодезии и методов дистанционного зондирования используется для понимания процессов землетрясений и переноса магмы в плохо оборудованных местах. области. Это один из немногих случаев, когда мы можем с помощью геофизических инструментов наблюдать внедрение магмы из верхней мантии или коромантийной границы в неглубокую кору — быстрый перенос магмы из мантии почти на поверхность, который занимает всего несколько дней. ».
Ссылка: «Массивный рой землетрясений, вызванный магматическим вторжением в пролив Брансфилд, Антарктида», авторы Симона Ческа, Моника Суган, Лукаш Рудзинский, Саназ Ваедян, Питер Нимц, Саймон Планк, Геза Петерсен, Жигуо Денг, Элеонора Ривальта, Алессандро Вуан, Милтон Перси. Пласенсия Линарес, Себастьян Хейманн и Торстен Дам, 11 апреля 2022 г., Связь Земля и окружающая среда.
DOI: 10.1038/s43247-022-00418-5
