Землетрясения без спешки: когда горы тонут

Землетрясения — одно из самых мощных и опасных явлений природы. Но не все из них происходят с одинаковой силой и скоростью. Иногда тектонические пласты сдвигаются постепенно, вызывая так называемые медленные землетрясения, которые не ощущаются человеком. Что же определяет характер этих подземных движений? Оказывается, что важную роль играют горы на дне океана, которые погружаются в зоне субдукции — месте столкновения двух тектонических пластов.


Субдукция — это процесс, при котором один пласт уходит под другой, погружаясь в верхнюю мантию Земли. Это происходит потому, что океанический пласт более плотный и тяжелый, чем континентальный или молодой океанический. Зона субдукции — это обратное явление по сравнению с распространением дна океана, где новый океанический пласт образуется из поднимающегося из мантии расплавленного материала.

Ученые давно интересовались тем, что происходит, когда в зону субдукции попадают подводные горы и вулканы, называемые подводными хребтами. Теперь новое исследование от Университета Техаса в Остине показывает, что когда подводные хребты погружаются, они оставляют за собой след из мягких осадков. Исследователи полагают, что эти участки осадков помогают тектоническому давлению выходить постепенно в виде медленных землетрясений, а не резких толчков.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Geoscience. Они могут быть использованы для корректировки моделей землетрясений и помочь ученым разгадать механизмы, которые их вызывают.

Исследование было возглавлено Натаном Бэнгсом, старшим научным сотрудником Института геофизики Университета Техаса. В 2018 году Бэнгс провел океаническое сейсмическое обследование, которое привело к первому в истории трехмерному сканированию большого подводного хребта в зоне субдукции. Этот хребет называется Папаку и представляет собой давно потухший вулкан, лежащий на глубине около трех миль под дном океана внутри зоны субдукции Хикуранги у берегов Новой Зеландии.



Изображения со сканирования показывают, как хребет сталкивается с зоной субдукции и какой узор образуют напряжения, жидкости и осадки вокруг него. Предыдущие модели предполагали, что осадки выталкиваются вниз по зоне субдукции впереди хребта, но сканирование показало нечто другое: огромный след из осадков в хвосте Папаку.

Кроме того, ученые обнаружили исчезающий след от гораздо большего подводного хребта, который давно погрузился под Северный остров Новой Зеландии. По словам Бэнгса, это открытие указывает на то, что погружающиеся подводные хребты затягивают достаточно много водянистых осадков, чтобы создать условия в коре, подходящие для медленных землетрясений, по крайней мере, в Новой Зеландии.


— Натан Бэнгс.

Медленные землетрясения — это медленные версии больших землетрясений, высвобождающие аналогичный уровень накопленной тектонической энергии, но безвредным ползучим образом, который может длиться дни или недели. Ученые полагают, что состав коры является одним из основных факторов того, как тектоническая энергия высвобождается: более мягкие и влажные породы позволяют пластам скользить медленно, а более сухие и хрупкие породы накапливают энергию до тех пор, пока не разрушаются в жестоких и смертоносных мегаземлетрясениях.

Новые результаты показывают, как иногда возникают эти условия и, что важно, говорит Бэнгс, говорят ученым, на что нужно обращать внимание в других зонах субдукции.