Виявлено величезний підводний резервуар води, який може пояснити таємничі землетруси в Новій Зеландії

Великий водний резервуар, виявлений під дном океану поблизу Нової Зеландії, може дати розуміння механізмів повільних землетрусів і тектонічної активності.

Дослідники виявили еквівалент морської води, що потрапила в осадові відкладення та скелі на втраченому вулканічному плато, яке зараз знаходиться глибоко в земній корі. 3D-сейсмічний знімок показав, що вода лежить на двох милях нижче дна океану біля узбережжя Нової Зеландії, де вона, ймовірно, пом’якшить потужний розлом землетрусу, що стоїть перед Північним островом країни.

Повільні землетруси і вода

Відомо, що розломи викликають повільні землетруси, які називаються подіями повільного ковзання. Вони можуть нешкідливо звільнити накопичений тектонічний тиск протягом днів і тижнів. Вчені хочуть знати, чому в одних дефектах вони зустрічаються частіше, ніж в інших.

Вважається, що багато землетрусів із повільним ковзанням пов’язані з похованою водою. Однак на сьогоднішній день немає прямих геологічних доказів існування такого великого водного резервуару в цьому новозеландському рифті.

Плато Хікурангі – це залишки серії епічних вивержень вулканів, які почалися 125 мільйонів років тому в Тихому океані. Нещодавня сейсмічна розвідка (червоний прямокутник), проведена Інститутом геофізики Техаського університету, показала зображення плато під час занурення в зону субдукції Хікурангі в Новій Зеландії (червона лінія). Авторство: Ендрю Газ

«Ми ще не можемо побачити достатньо глибоко, щоб точно знати, який вплив має на розлом, але ми бачимо, що кількість води, що тече сюди, набагато перевищує норму», — сказав провідний автор Ендрю Гез, який проводив дослідження. Працює докторантом в Інституті геофізики Техаського університету (UTIG).

Дослідження нещодавно було опубліковано в журналі Розвиток науки Він заснований на сейсмічних експедиціях і науковому бурінні океану під керівництвом дослідників з UTIG.

Шукайте глибшого розуміння

Газе, який зараз є докторантом в Університеті Західного Вашингтона, закликає до глибшого буріння, щоб знайти, куди потрапляє вода, щоб дослідники могли визначити, чи впливає вона на тиск навколо розлому — важливу інформацію, яка може привести до більш точного розуміння. Він сказав про сильні землетруси.

Активи резервуара для води

Місце, де дослідники знайшли воду, є частиною величезної вулканічної провінції, яка утворилася, коли хмара лави розміром із США пробила поверхню Землі в Тихому океані 125 мільйонів років тому. Це було одне з найбільших відомих вивержень вулканів на Землі, яке тривало кілька мільйонів років.

Газ використовував сейсмічні сканування, щоб побудувати 3D-зображення стародавнього вулканічного плато, де він бачив товсті шаруваті відкладення, що оточували поховані вулкани. Його співробітники з UTIG провели лабораторні експерименти на зразках вулканічної породи і виявили, що вода становить майже половину його об’єму.

Сейсмічний знімок плато Хікурангі розкриває подробиці про надра Землі та з чого вони складаються. Синьо-зелений шар під жовтою лінією показує воду, поховану в скелях. Дослідники з Інституту геофізики Техаського університету вважають, що вода може послабити землетруси в сусідній зоні субдукції Хікурангі. Авторство: Ендрю Газ

«Звичайна океанічна кора, коли їй досягне приблизно 7 або 10 мільйонів років, повинна містити набагато менше води», — сказав він. Океанська кора в сейсмічних дослідженнях була в 10 разів старше, але вона залишалася набагато вологішою.

Газ припускає, що мілкі моря, в яких відбулися виверження, розмили деякі вулкани на пористі тріщинисті породи, які зберігають воду, як водоносний шар під час поховання. Згодом скелі та їх уламки перетворилися на мул, утримуючи більше води.

Наслідки для розуміння землетрусів

Це відкриття є важливим, оскільки вчені вважають, що тиск ґрунтових вод може бути ключовим елементом у створенні умов, які звільняють тектонічний стрес через повільні землетруси. Зазвичай це відбувається, коли багаті водою відкладення поховані разом із розломом, затримуючи воду під землею. Однак Новозеландський рифт містить небагато таких типових океанічних відкладень. Натомість дослідники вважають, що стародавні вулкани та метаморфічні породи — тепер глинисті — несли велику кількість води вниз, коли їх поглинув розлом.

Директор UTIG Деміан Саффер, співавтор дослідження та співголовний науковий співробітник наукової бурової місії, сказав, що результати свідчать про те, що інші землетрусні розломи по всьому світу можуть бути в подібних ситуаціях.

«Це справді яскравий приклад взаємозв’язку між рідинами та тим, як рухається тектонічний розлом — включаючи поведінку землетрусів», — сказав він. «Це те, що ми припустили на основі лабораторних експериментів і передбачили за допомогою комп’ютерного моделювання, але є дуже мало чітких польових експериментів, щоб перевірити це в масштабі тектонічних плит».

Довідка: «Затоплення багатої вулканічною верхньої частини кори забезпечує флюїди для неглибокого поштовху та повільного ковзання» Ендрю С. Газ, Натан Л. Чубчик, Деміан М. Сафар, Шушу Хан, Пітер К. Міллер, Ребекка Е. Белл, Ріота Араї, Стюарт А. Генріс, Шуічі Кодайра, Річард Дейві, Лаура Фрам і Деніел Х. Н. Паркер, 16 серпня 2023 р. Розвиток науки.
doi: 10.1126/sciadv.adh0150

Дослідження фінансувалося Національним науковим фондом США та науково-дослідними агентствами Нової Зеландії, Японії та Великобританії.