Objevena obrovská podmořská vodní nádrž – mohla by vysvětlit záhadná zemětřesení na Novém Zélandu

Velká vodní nádrž objevená pod dnem oceánu poblíž Nového Zélandu může poskytnout pohled na mechanismy zemětřesení s pomalým skluzem a tektonické aktivity.

Vědci objevili ekvivalent mořské vody uvězněné v sedimentech a horninách ve ztracené sopečné plošině, která je nyní hluboko v zemské kůře. 3D seismický snímek odhalil, že voda leží dvě míle pod dnem oceánu u pobřeží Nového Zélandu, kde pravděpodobně tlumí velký zemětřesný zlom na severním ostrově země.

Pomalá zemětřesení a voda

Je známo, že chybování způsobuje pomalu se pohybující zemětřesení, nazývané události s pomalým skluzem. Ty mohou během dnů a týdnů neškodně uvolnit zadržovaný tektonický tlak. Vědci chtějí vědět, proč se u některých defektů vyskytují častěji než u jiných.

Předpokládá se, že mnoho zemětřesení s pomalým skluzem souvisí s podzemní vodou. Dosud však neexistují žádné přímé geologické důkazy, které by naznačovaly existenci tak velké vodní nádrže v této konkrétní novozélandské trhlině.

Náhorní plošina Hikurangi je pozůstatkem série epických vulkanických erupcí, které začaly před 125 miliony let v Tichém oceánu. Nedávný seismický průzkum (červený obdélník) vedený Geofyzikálním institutem University of Texas zobrazil plošinu, když se subdukovala do subdukční zóny Hikurangi na Novém Zélandu (červená čára). Kredit: Andrew Gas

„Zatím nevidíme dostatečně hluboko, abychom přesně věděli, jaký je dopad na poruchu, ale můžeme vidět, že množství vody, které sem proudí, je mnohem vyšší, než je obvyklé,“ řekl hlavní autor studie Andrew Ghez, který provedl studii. Působí jako postdoktorand na University of Texas Institute of Geophysics (UTIG).

Výzkum byl nedávno publikován v časopise Pokrok vědy Je založen na seismických expedicích a vědeckých oceánských vrtech vedených výzkumníky z UTIG.

Hledejte hlubší porozumění

Gase, nyní postdoktorand na Western Washington University, požaduje hlubší vrty, aby zjistil, kde voda končí, aby vědci mohli určit, zda ovlivňuje tlak v okolí zlomu – důležitá informace, která by mohla vést k přesnějšímu pochopení. Řekl o velkých zemětřesení.

Majetek vodní nádrže

Místo, kde vědci našli vodu, je součástí rozsáhlé vulkanické provincie, která vznikla, když před 125 miliony let lávový mrak o velikosti USA prorazil zemský povrch v Tichém oceánu. Tato událost byla jednou z největších známých sopečných erupcí na Zemi a trvala několik milionů let.

Gaz použil seismické skeny k vytvoření 3D obrazu starověké vulkanické plošiny, kde viděl silné vrstvené sedimenty obklopující pohřbené sopky. Jeho spolupracovníci z UTIG provedli laboratorní experimenty na vzorcích vulkanické horniny a zjistili, že voda tvoří téměř polovinu jejího objemu.

Seismický snímek plošiny Hikurangi odhaluje podrobnosti o nitru Země ao tom, z čeho se skládá. Modrozelená vrstva pod žlutou čárou ukazuje vodu pohřbenou ve skalách. Vědci z Geofyzikálního institutu University of Texas věří, že voda by mohla ztlumit zemětřesení v nedaleké subdukční zóně Hikurangi. Kredit: Andrew Gas

„Normální oceánská kůra, když dosáhne stáří asi 7 nebo 10 milionů let, by měla obsahovat mnohem méně vody,“ řekl. Oceánská kůra při seismických průzkumech byla 10krát starší, ale zůstala mnohem vlhčí.

Gaz spekuluje, že mělká moře, ve kterých k erupcím došlo, erodovala některé sopky na porézní, rozbité skály, které během pohřbívání ukládají vodu jako vodonosná vrstva. Skály a jejich úlomky se postupem času proměnily v bahno, které zachycovalo další vodu.

Důsledky pro pochopení zemětřesení

Tento objev je důležitý, protože vědci věří, že tlak podzemní vody může být klíčovým prvkem při vytváření podmínek, které uvolňují tektonický stres prostřednictvím zemětřesení s pomalým skluzem. K tomu obvykle dochází, když se usazeniny bohaté na vodu zasypou poruchou a zachytí vodu pod zemí. Novozélandská trhlina však obsahuje několik těchto typických oceánských ložisek. Místo toho vědci věří, že starověké sopky a metamorfované horniny – nyní jílovité – snesly dolů velké množství vody, když je trhlina spolkla.

Ředitel UTIG Demian Saffer, spoluautor studie a hlavní vědec vědecké vrtné mise, uvedl, že výsledky naznačují, že v podobných situacích by mohly být i další zemětřesné zlomy po celém světě.

„Je to opravdu jasný příklad vztahu mezi tekutinami a způsobem, jakým se tektonická porucha pohybuje – včetně chování zemětřesení,“ řekl. „To je něco, co jsme předpokládali z laboratorních experimentů a předpovídali to některé počítačové simulace, ale existuje jen velmi málo jasných experimentů v terénu, které by to otestovaly v měřítku tektonických desek.“

Reference: „Zaplavení vrchní kůry bohaté na sopky poskytuje tekutiny pro mělký tah a pomalé klouzání“ od Andrew C. Plyn, 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 a Daniel H.N. Parker, 16. srpna 2023, Pokrok vědy.
doi: 10.1126/sciadv.adh0150

Výzkum byl financován americkou National Science Foundation a vědeckými a výzkumnými agenturami Nového Zélandu, Japonska a Spojeného království.