V odľahlej oblasti identifikuje zmes geofyzikálnych metód ako príčinu prenos magmy pod morským dnom.
Aj pri pobreží Antarktídy možno nájsť sopky. Sekvencia viac ako 85,000 2020 zemetrasení bola zaznamenaná v roku XNUMX na podmorskej sopke Orca, ktorá bola dlho neaktívna, zemetrasenie roja, ktoré dosiahlo rozmery, ktoré sa v tejto oblasti predtým nepozorovali. Skutočnosť, že takéto udalosti možno študovať a opísať pozoruhodne podrobne aj v takých odľahlých, a teda slabo vybavených oblastiach, teraz ukazuje štúdia medzinárodného tímu publikovaná v časopise Komunikácia Zem a životné prostredie.
Do štúdie, ktorú viedla Simone Cesca z nemeckého výskumného centra pre geovedy (GFZ) Postupim, boli zapojení vedci z Nemecka, Talianska, Poľska a Spojených štátov amerických. Dokázali skombinovať seizmologické, geodetické a diaľkové snímacie techniky, aby určili, ako rýchly presun magmy zo zemského plášťa v blízkosti hranice zemského plášťa na takmer povrch spôsobil zemetrasenie roja.
Sopka Orca medzi cípom Južnej Ameriky a Antarktídy
Rojové otrasy sa vyskytujú najmä vo vulkanicky aktívnych oblastiach. Ako príčina sa preto predpokladá pohyb tekutín v zemskej kôre. Orca seamount je veľká podmorská štítová sopka s výškou asi 900 metrov nad morským dnom a priemerom základne asi 11 kilometrov. Nachádza sa v Bransfieldskom prielive, oceánskom kanáli medzi Antarktickým polostrovom a Južnými Shetlandskými ostrovmi, juhozápadne od južného cípu Argentíny.
„V minulosti bola seizmicita v tomto regióne mierna. V auguste 2020 sa tam však začal intenzívny seizmický roj, ktorý za pol roka zaznamenal viac ako 85,000 2.1 zemetrasení. Predstavuje najväčšie seizmické nepokoje, aké tam kedy boli zaznamenané,“ uvádza Simone Cesca, vedkyňa v sekcii XNUMX Fyzika zemetrasení a sopiek GFZ a hlavná autorka teraz publikovanej štúdie. V rovnakom čase ako roj bol na susednom Ostrove kráľa Juraja zaznamenaný bočný posun zeme o viac ako desať centimetrov a malý zdvih okolo jedného centimetra.
Výzvy výskumu v odľahlej oblasti
Cesca študovala tieto udalosti s kolegami z Národného inštitútu oceánografie a aplikovanej geofyziky – OGS a Univerzity v Bologni (Taliansko), Poľskej akadémie vied, Leibnizovej univerzity Hannover, Nemeckého leteckého centra (DLR) a Univerzity v Postupime. Výzvou bolo, že v odľahlej oblasti je málo konvenčných seizmologických prístrojov, konkrétne len dve seizmické a dve GNSS stanice (pozemné stanice Gglobálne Navigation Ssatelit Ssystém, ktorý meria zemný posun). S cieľom zrekonštruovať chronológiu a vývoj nepokojov a určiť ich príčinu preto tím dodatočne analyzoval dáta zo vzdialenejších seizmických staníc a dáta zo satelitov InSAR, ktoré využívajú radarovú interferometriu na meranie zemných posunov. Dôležitým krokom bolo modelovanie udalostí množstvom geofyzikálnych metód s cieľom správne interpretovať dáta.
Rekonštrukcia seizmických udalostí
Výskumníci predpísali začiatok nepokojov na 10. august 2020 a rozšírili pôvodný globálny seizmický katalóg, ktorý obsahoval iba 128 zemetrasení, na viac ako 85,000 2 udalostí. Roj vyvrcholil dvoma veľkými zemetraseniami 5.9. októbra (Mw 6) a 6.0. novembra (Mw 2020) 2021 a potom utíchol. Do februára XNUMX sa seizmická aktivita výrazne znížila.
Vedci identifikujú ako hlavnú príčinu zemetrasenia magmu vniknutie magmy, migráciu väčšieho objemu magmy, pretože samotné seizmické procesy nedokážu vysvetliť pozorovanú silnú povrchovú deformáciu na Ostrove kráľa Juraja. Prítomnosť objemového vniknutia magmy možno potvrdiť nezávisle na základe geodetických údajov.
Počnúc od svojho pôvodu seizmicita najprv migrovala smerom nahor a potom laterálne: hlbšie, zoskupené zemetrasenia sa interpretujú ako reakcia na vertikálne šírenie magmy zo zásobníka v hornom plášti alebo na hranici kôry a plášťa, zatiaľ čo plytšie zemetrasenia v kôre siahajú SV-JZ spustený na vrchole laterálne rastúcej magmatickej hrádze, ktorá dosahuje dĺžku asi 20 kilometrov.
Seizmicita sa do polovice novembra, po približne troch mesiacoch nepretržitej aktivity, náhle znížila v súlade s výskytom najväčších zemetrasení v rade s magnitúdou Mw 6.0. Koniec roja možno vysvetliť stratou tlaku v magmatickej hrádzi, sprevádzajúcou zosuv veľkého zlomu, a mohol by znamenať načasovanie erupcie na morskom dne, ktorú však zatiaľ nebolo možné potvrdiť inými údajmi.
Modelovaním údajov GNSS a InSAR vedci odhadli, že objem Bransfieldovej magmatickej intrúzie je v rozsahu 0.26-0.56 km³. Vďaka tomu je táto epizóda zároveň najväčším magmatickým nepokojom, aký bol kedy geofyzikálne monitorovaný v Antarktíde.
záver
Simone Cesca uzatvára: „Naša štúdia predstavuje nové úspešné vyšetrovanie seizmo-vulkanických nepokojov na vzdialenom mieste na Zemi, kde sa kombinovaná aplikácia seizmológie, geodézie a techník diaľkového prieskumu používa na pochopenie procesov zemetrasenia a transportu magmy v nedostatočne vybavených zariadeniach. oblasti. Toto je jeden z mála prípadov, kedy môžeme pomocou geofyzikálnych nástrojov pozorovať prenikanie magmy z horného plášťa alebo hranice zemského plášťa do plytkej kôry – rýchly prenos magmy z plášťa takmer na povrch, ktorý trvá len niekoľko dní. .“
Referencia: „Masívny roj zemetrasenia poháňaný magmatickým vniknutím do Bransfieldského prielivu, Antarktída“ od Simone Cesca, Monica Sugan, Łukasz Rudzinski, Sanaz Vajedian, Peter Niemz, Simon Plank, Gesa Petersen, Zhiguo Deng, Eleonora Rivalta, Alessandro Perman Plasencia Linares, Sebastian Heimann a Torsten Dahm, 11. apríla 2022, Komunikácia Zem a životné prostredie.
DOI: 10.1038/s43247-022-00418-5
