Подморски вулкан Орка на Антарктику погодио рој од 85.000 земљотреса

База Карлини на острву Кинг Џорџ, у којој се налази сеизмометар који се налази најближе сеизмичкој зони, и мореуз Брансфилд. Заслуге: Милтон Перси Плаценциа Линарес

У удаљеном подручју, комбинација геофизичких метода идентификује кретање магме испод морског дна као узрок.

Чак и уз обалу Антарктика, могу се наћи вулкани. Низ од више од 85.000 земљотреса у 2020. забележен је на дуготрајном неактивном дубоком морском вулкану Орка, ројевом земљотресу који је достигао досад незапажене размере у овом региону. Чињеница да се такви догађаји могу проучавати и описати са изузетним детаљима чак и у тако удаљеним, а самим тим и слабо опремљеним областима, сада показује међународна тимска студија објављена у часопису. Комуникације о Земљи и животној средини.

У студији су учествовали истраживачи из Немачке, Италије, Пољске и Сједињених Држава, коју је водио Симон Сиска из Немачког истраживачког центра за геонауке (ГФЗ) Потсдам. Били су у стању да комбинују сеизмичке, геодетске и технике даљинског истраживања како би утврдили како је брзи пренос магме из Земљиног омотача близу границе кора-плашт скоро до површине изазвао земљотрес ројева.

Вулкан Орка између врха Јужне Америке и Антарктика

Ројеви земљотреси се углавном јављају у вулкански активним подручјима. Стога се сумња да је узрок кретање течности у Земљиној кори. Орца Марине је велики подморски штитни вулкан који се уздиже око 900 метара изнад морског дна и има основни пречник од око 11 километара. Налази се у мореузу Брансфилд, океанском каналу између Антарктичког полуострва и Јужних Шетландских острва, југозападно од јужног врха Аргентине.

Илустрација сеизмички активног региона код Антарктика. Заслуге: Цесца ет ал. 2022; Натуре Цоммун Еартх Енвирон 3, 89 (2022); дои.орг/10.1038/с43247-022-00418-5 (ЦЦ БИ 4.0)

Раније су земљотреси у овом региону били умерени. Међутим, у августу 2020. тамо је почео интензиван сеизмички рој, са више од 85.000 земљотреса у року од пола године. То представља највећи сеизмички поремећај икада забележен тамо“, извјештава Симоне Цесца, научник у одељку 2.1 Сеизмичке и вулканске физике ГФЗ-а и главни аутор сада објављене студије. Истовремено са ројем, бочни помак тла забележено је више од десет сантиметара.и мали лифт од око један центиметар на суседном острву Кинг Георге.

Истраживачки изазови у удаљеном подручју

Сиска је проучавао ове догађаје са колегама са Националног института за океанографију и примењену геофизику – ОГС и Универзитета у Болоњи (Италија), Пољске академије наука, Лајбниц универзитета у Хановеру, Немачког аерокосмичког центра (ДЛР) и Универзитета у Потсдаму. Изазов је био што је било мало конвенционалних сеизмографа у удаљеном подручју, односно само две сеизмичке станице и две ГНСС станице (земне станице у ЈЛопал нЛет сСателити ссистем, који мери померање Земље). Да би реконструисао хронологију поремећаја и њихову еволуцију и утврдио њихов узрок, тим је тако анализирао податке са удаљених сеизмичких станица и податке са сателита ИнСАР, који користе радарску интерферометрију за мерење померања тла. Важан корак је био моделирање догађаја уз помоћ низа геофизичких метода како би се подаци правилно интерпретирали.

Реконструкција сеизмичких догађаја

Истраживачи су датирали почетак поремећаја на 10. август 2020. и проширили оригинални глобални каталог земљотреса, који садржи само 128 земљотреса, на више од 85.000 догађаја. Рој је достигао врхунац са два велика земљотреса 2. октобра (Мв 5,9) и 6. новембра (МВ 6,0) 2020. пре него што се смирио. До фебруара 2021. сеизмичка активност се значајно смањила.

Научници су идентификовали продор магме, и миграцију веће количине магме, као главни узрок ројевог земљотреса, јер сеизмички процеси сами по себи не могу да објасне снажну површинску деформацију уочену на острву Кинг Џорџ. Присуство волуметријске интрузије магме може се независно потврдити на основу геодетских података.

Почевши од свог настанка, земљотреси су мигрирали прво навише, а затим бочно: земљотреси дубоких кластера се тумаче као одговор на вертикално ширење магме из резервоара у горњем омотачу или на граници кора-плашт, док се земљотреси површинске коре простиру на североисток и тече на врху растуће бране магме.бочно која достиже дужину од око 20 километара.

Земљотреси су се нагло смањили до средине новембра, после око три месеца непрекидне активности, што се поклопило са појавом највећег у низу, јачине 6,0 МВ. Крај роја могао би се објаснити губитком притиска у брани магме, који прати велики раседни клизање, и могао би указати на време ерупције морског дна, што, међутим, још не може да се потврди другим подацима.

Моделирањем ГНСС и ИнСАР података, научници су проценили да се обим интрузије магме у Брансфилду кретао између 0,26-0,56 кубних километара. Ово такође чини ову епизоду највећим стеновитим изливом икада примећеним на Антарктику.

Закључак

Симон Сиска закључује: „Наша студија представља успешно ново истраживање сеизмичких вулканских поремећаја на удаљеној локацији на Земљи, где се комбинована примена техника сеизмичке, геодетске и даљинске детекције користи за разумевање процеса земљотреса и транспорта магме у областима са лошим алатима. Ово је један од ретких случајева у којима можемо помоћу геофизичких инструмената да надгледамо продирање магме од горњег омотача или границе омотача коре до плитке коре – брзи прелаз магме из плашта на скоро површину траје само неколико дана.

Референца: „Масивни рој земљотреса изазван растопљеним упадом у Брансфилд теснац, Антарктик“ Аутори Симон Цесца, Моника Суган, Окасз Родзински, Саназ Фагидиан, Петер Нимес, Симон Бланц, Јесса Петерсен, Зиго Денг, Елеонора Ривалта, Алессандро Бурке-Ван Плаценциа , Себастијан Хајман и Торстен Даме, 11. април 2022, доступно овде. Комуникације о Земљи и животној средини.
ДОИ: 10.1038 / с43247-022-00418-5