Обнаружен огромный подводный резервуар с водой, который может объяснить загадочные землетрясения в Новой Зеландии

Большой резервуар с водой, обнаруженный под дном океана недалеко от Новой Зеландии, может дать представление о механизмах медленных землетрясений и тектонической активности.

Исследователи обнаружили эквивалент морской воды, заключенной в отложениях и камнях затерянного вулканического плато, которое сейчас находится глубоко в земной коре. Трехмерное сейсмическое изображение показало, что вода находится в двух милях ниже дна океана у побережья Новой Зеландии, где она, вероятно, смягчит сильное землетрясение, обращенное к Северному острову страны.

Медленные землетрясения и вода

Известно, что разломы вызывают медленно движущиеся землетрясения, называемые событиями медленного скольжения. Они могут безвредно высвободить сдерживаемое тектоническое давление в течение нескольких дней и недель. Ученые хотят знать, почему одни дефекты встречаются чаще, чем другие.

Считается, что многие медленные землетрясения связаны с погребенной водой. Однако на сегодняшний день нет прямых геологических доказательств существования такого крупного водоема именно в этом новозеландском рифте.

Плато Хикуранги — это остатки серии эпических извержений вулканов, начавшихся 125 миллионов лет назад в Тихом океане. Недавнее сейсмическое исследование (красный прямоугольник), проведенное Институтом геофизики Техасского университета, показало, как плато погружается в зону субдукции Хикуранги в Новой Зеландии (красная линия). 1 кредит

«Мы пока не можем заглянуть достаточно глубоко, чтобы точно знать, какое воздействие оказывает разлом, но мы видим, что количество воды, текущей здесь, намного выше, чем обычно», — сказал ведущий автор Эндрю Гез, проводивший исследование. Работает научным сотрудником в Институте геофизики Техасского университета (UTIG).

Исследование было недавно опубликовано в журнале Развитие науки Он основан на сейсмических экспедициях и научном океанском бурении под руководством исследователей из UTIG.

Ищите более глубокое понимание

Гэйс, ныне научный сотрудник Университета Западного Вашингтона, призывает к более глубокому бурению, чтобы определить, где заканчивается вода, чтобы исследователи могли определить, влияет ли она на давление вокруг разлома — важная информация, которая может привести к более точному пониманию. Он сказал о сильных землетрясениях.

Резервуары для воды

Место, где исследователи обнаружили воду, является частью обширной вулканической провинции, образовавшейся, когда облако лавы размером с США прорвало поверхность Земли в Тихом океане 125 миллионов лет назад. Это событие было одним из крупнейших известных извержений вулканов на Земле и продолжалось несколько миллионов лет.

Газ использовал сейсмическое сканирование, чтобы построить трехмерное изображение древнего вулканического плато, где он увидел толстые слоистые отложения, окружающие погребенные вулканы. Его сотрудники из UTIG провели лабораторные эксперименты с образцами вулканической породы и обнаружили, что вода составляет почти половину ее объема.

Сейсмическое изображение плато Хикуранги раскрывает подробности о внутренней части Земли и о том, из чего она состоит. Сине-зеленый слой под желтой линией показывает воду, скрытую в камнях. Исследователи из Института геофизики Техасского университета полагают, что вода может ослабить землетрясения в близлежащей зоне субдукции Хикуранги. 1 кредит

«Обычная океанская кора, когда ей около 7 или 10 миллионов лет, должна содержать намного меньше воды», — сказал он. Океанская кора по данным сейсмических исследований была в 10 раз старше, но оставалась гораздо более влажной.

Газ предполагает, что мелководные моря, в которых произошли извержения, превратили некоторые вулканы в пористые, трещиноватые породы, которые во время захоронения накапливают воду, как водоносный горизонт. Со временем камни и их обломки превратились в грязь, задержавшую в себе еще больше воды.

Значение для понимания землетрясений

Это открытие важно, поскольку ученые полагают, что давление грунтовых вод может быть ключевым элементом в создании условий, которые снимают тектоническое напряжение посредством медленных землетрясений. Обычно это происходит, когда богатые водой отложения погребены под разломом, удерживая воду под землей. Однако Новозеландский рифт содержит мало таких типичных океанических отложений. Вместо этого исследователи полагают, что древние вулканы и метаморфические породы (ныне глинистые) унесли вниз большое количество воды, когда их поглотил разлом.

Директор UTIG Демиан Саффер, соавтор исследования и соглавный научный сотрудник миссии научного бурения, сказал, что результаты показывают, что другие сейсмические разломы по всему миру могут оказаться в аналогичных ситуациях.

«Это действительно яркий пример взаимосвязи между жидкостями и движением тектонических разломов, включая поведение землетрясений», — сказал он. «Это то, что мы выдвинули гипотезу на основе лабораторных экспериментов и предсказали с помощью компьютерного моделирования, но существует очень мало полевых экспериментов, позволяющих проверить это в масштабе тектонических плит».

Ссылка: «Наводнение богатой вулканами верхней коры обеспечивает жидкости для неглубокого надвига и медленного скольжения», Эндрю К. Гас, Нэйтан Л. Бэнгс, Демиан М. Сафар, Шушу Хан, Питер К. Миллер, Ребекка Э. Белл, Рёта Арай, Стюарт А. Генрис, Шуичи Кодайра, Ричард Дэйви, Лаура Фрам и Дэниел Х. Н. Паркер, 16 августа 2023 г., Развитие науки.
doi: 10.1126/sciadv.adh0150

Исследование финансировалось Национальным научным фондом США и научно-исследовательскими агентствами Новой Зеландии, Японии и Великобритании.