Hatalmas tenger alatti víztározót fedeztek fel – ez magyarázatot adhat a rejtélyes földrengésekre Új-Zélandon

Egy szeizmikus képalkotó egy kutatóhajó mögött halad az új-zélandi Hikurangi szubdukciós zóna felmérése közben. A Texasi Egyetem Geofizikai Intézete által végzett felmérés egy hatalmas és ősi víztározó jelenlétét találta mérföldekre a tengerfenék alatt. Köszönetnyilvánítás: University of Texas Geophysics Institute/Adrian Arnulf

Az óceán feneke alatt, Új-Zéland közelében felfedezett nagy víztározó betekintést nyújthat a lassú csúszással járó földrengések és a tektonikus aktivitás mechanizmusaiba.

A kutatók az üledékekben és kőzetekben rekedt tengervíz megfelelőjét fedezték fel egy elveszett vulkáni fennsíkon, amely jelenleg a földkéreg mélyén van. Egy 3D-s szeizmikus felvétel feltárta, hogy a víz két mérfölddel az óceán feneke alatt fekszik Új-Zéland partjainál, ahol valószínűleg tompíthatja az ország északi szigete felé eső jelentős földrengés törést.

Lassú földrengések és víz

Köztudott, hogy a meghibásodás lassan mozgó földrengéseket, úgynevezett lassú csúszási eseményeket idéz elő. Ezek napokon és heteken keresztül ártalmatlanul felszabadíthatják a felgyülemlett tektonikus nyomást. A tudósok tudni akarják, miért fordulnak elő gyakrabban egyes hibáknál, mint másokban.

Sok lassú csúszással járó földrengésről úgy gondolják, hogy az eltemetett vízhez köthető. A mai napig azonban nincs közvetlen geológiai bizonyíték, amely azt sugallná, hogy ilyen nagy víztározó létezne ebben az új-zélandi szakadékban.

A Hikurangi-fennsík egy epikus vulkánkitörés-sorozat maradványa, amely 125 millió évvel ezelőtt kezdődött a Csendes-óceánon. A Texasi Egyetem Geofizikai Intézete által a közelmúltban végzett szeizmikus felmérés (piros téglalap) a fennsíkot az új-zélandi Hikurangi szubdukciós zónába (piros vonal) alárendelve ábrázolta. Kredit: Andrew Gas

„Még nem látunk elég mélyre ahhoz, hogy pontosan tudjuk, milyen hatással van a hibára, de azt látjuk, hogy az itt folyó víz mennyisége jóval magasabb a szokásosnál” – mondta Andrew Ghez, a tanulmány vezető szerzője. Posztdoktori ösztöndíjasként dolgozik a Texasi Egyetem Geofizikai Intézetében (UTIG).

A kutatás a közelmúltban jelent meg a folyóiratban A tudomány fejlődése Az UTIG kutatói által vezetett szeizmikus expedíciókon és tudományos óceánfúrásokon alapul.

Keress mélyebb megértést

Gase, aki jelenleg a Nyugat-Washingtoni Egyetem posztdoktori ösztöndíjasa, mélyebb fúrásokat kér annak megállapítására, hogy hol ér véget a víz, hogy a kutatók megállapíthassák, befolyásolja-e a nyomást a hiba körül – ez egy fontos információ, amely pontosabb megértéshez vezethet. Nagy földrengésekről beszélt.

Víztartály eszközök

A helyszín, ahol a kutatók a vizet találták, egy hatalmas vulkanikus tartomány része, amely akkor alakult ki, amikor 125 millió évvel ezelőtt egy USA-méretű lávafelhő áttörte a Föld felszínét a Csendes-óceánon. Ez az esemény volt az egyik legnagyobb ismert vulkánkitörés a Földön, és több millió évig tartott.

Gaz szeizmikus vizsgálatokat használt, hogy 3D-s képet készített az ősi vulkáni fennsíkról, ahol vastag, réteges üledékeket látott az eltemetett vulkánok körül. Munkatársai az UTIG-nél laboratóriumi kísérleteket végeztek vulkanikus kőzetmintákon, és megállapították, hogy térfogatának közel felét víz teszi ki.

A Hikurangi-fennsík szeizmikus felvétele részleteket tár fel a Föld belsejéről és annak tartalmáról. A sárga vonal alatti kék-zöld réteg a sziklákba temetett vizet mutatja. A Texasi Egyetem Geofizikai Intézetének kutatói úgy vélik, hogy a víz tompíthatja a földrengéseket a közeli Hikurangi szubdukciós zónában. Kredit: Andrew Gas

„A normál óceánkéregnek, amikor eléri a 7-10 millió éves kort, sokkal kevesebb vizet kell tartalmaznia” – mondta. A szeizmikus felmérések során az óceánkéreg tízszer idősebb volt, de sokkal nedvesebb maradt.

Gaz azt feltételezi, hogy a sekély tengerek, amelyekben a kitörések történtek, néhány vulkánt porózus, repedezett kőzetekké erodáltak, amelyek víztartóként tárolják a vizet az eltemetés során. Az idő múlásával a sziklák és töredékeik sárrá változtak, több vizet csapdába ejtve.

Következmények a földrengések megértéséhez

Ez a felfedezés azért fontos, mert a tudósok úgy vélik, hogy a talajvíz nyomása kulcsfontosságú tényező lehet a tektonikus feszültség felszabadításában a lassú csúszású földrengések során. Ez általában akkor fordul elő, amikor a vízben gazdag üledékek eltemetődnek a hibával, és a vizet a föld alá zárják. Az új-zélandi hasadék azonban kevés ilyen tipikus óceáni lelőhelyet tartalmaz. Ehelyett a kutatók úgy vélik, hogy az ősi vulkánok és metamorf kőzetek – ma agyagosak – nagy mennyiségű vizet vittek le, amikor a hasadék elnyelte őket.

Az UTIG igazgatója, Demian Saffer, a tanulmány társszerzője és a tudományos fúrási misszió társvezetője elmondta, hogy az eredmények azt sugallják, hogy a világ más földrengéshibái is hasonló helyzetben lehetnek.

„Ez egy igazán világos példája a folyadékok és a tektonikus vetések mozgásának kapcsolatának – beleértve a földrengések viselkedését is” – mondta. „Ez az a valami, amit laboratóriumi kísérletekből feltételeztünk, és néhány számítógépes szimuláció megjósolta, de nagyon kevés egyértelmű terepkísérlet létezik ennek tesztelésére a tektonikus lemezek léptékében.”

Hivatkozás: „A vulkánban gazdag felső kéreg elárasztása folyadékot biztosít a sekély tolóerőhöz és a lassú csúszáshoz” Andrew C. Gas, Nathan L. Bangs, Demian M. Safar, Shushu Han, Peter K. Miller, Rebecca E. Bell, Ryota Arai, Stuart A. Henrys, Shuichi Kodaira, Richard Davey, Laura Fram és Daniel H. N. Parker, 2023. augusztus 16., A tudomány fejlődése.
doi: 10.1126/sciadv.adh0150

A kutatást az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapítványa, valamint Új-Zéland, Japán és az Egyesült Királyság tudományos és kutatási ügynökségei finanszírozták.