Истраживачи са Универзитета Стенфорд направили су прву светску мапу необичне врсте земљотреса који се дешава дубоко у Земљином омотачу, а не у кори. Плашт лежи између танке спољашње коре планете и њеног растопљеног језгра. Уцртавајући ове ретке догађаје, научници се надају да ће боље разумети како функционишу земљотреси у плашту и шта могу открити о томе како сви земљотреси почињу.
Налази, објављени 5. фебруара у Наукапоказују да се земљотреси на континенталном плашту дешавају широм света, али имају тенденцију да се групишу у одређеним регионима. Значајне групе се појављују испод Хималаја у јужној Азији и близу Беринговог мореуза између Азије и Северне Америке, јужно од Арктичког круга. Проучавање ових дубоких потреса могло би да пружи нове трагове о граници омотача коре и понашању горњег омотача, који генерише вулканску магму и помаже у покретању тектонских плоча.
„До ове студије нисмо имали јасну глобалну перспективу о томе колико се земљотреса на континенталном омотачу заиста дешава и где“, рекао је водећи аутор студије Шићи (Аксел) Ванг, бивши студент докторских студија у лабораторији професора геофизике Симона Клемперера на Стенфорд Доер школи за одрживост. „Са овим новим скупом података, можемо почети да истражујемо различите начине на које ови ретки земљотреси у плашту покрећу.“
Иако се ови потреси дешавају предалеко испод површине да би изазвали значајна потреса или оштећења, они нуде драгоцен увид у то како се земљотреси формирају. Разумевање њиховог порекла може побољшати знање о чешћим, плитким земљотресима који представљају стварне опасности.
„Иако знамо да се земљотреси генерално дешавају тамо где се стрес ослобађа на линијама раседа, зашто се дати земљотрес дешава тамо где се дешава и главни механизми иза њега нису добро схваћени“, додао је Клемперер, виши аутор студије. „Земљотреси у Мантлу нуде нови начин истраживања порекла земљотреса и унутрашње структуре Земље изван обичних земљотреса у кору.
Шта лежи изнад и испод Мохоа
Земљина кора је релативно хладна и крхка. Насупрот томе, плашт је дебео слој топле, густе стене која се понаша више као чврста чврста маса која се споро креће и протеже се око 1800 миља дубоко, чинећи већину унутрашњости планете. Линија поделе између коре и омотача назива се Мохоровичићев дисконтинуитет или „Мохо“.
Годинама су научници постављали питање да ли би плашт, који је топлији и дуктилнији од коре, уопште могао да изазове значајне земљотресе. Већина континенталних земљотреса почиње око 6 до 18 миља испод површине, знатно изнад Мохоа и унутар коре. Зоне субдукције су изузетак. У тим регионима, тешке океанске плоче клизе испод лакших континенталних плоча, понекад изазивајући земљотресе стотине миља дубине. Међутим, сеизмички инструменти су повремено открили порекло земљотреса испод континената и даље од зона субдукције, у неким случајевима и до 50 миља испод Мохоа.
Током протекле деценије, све већи докази уверили су многе истраживаче да ретки земљотреси потичу из омотача, иако се могу дешавати око 100 пута ређе од земљотреса на кори. Чак и тако, њихово потврђивање је било тешко због ограничених података.
Пробој у детекцији сеизмичких таласа
Да би поуздано разликовали земљотресе на плашту од оних на кори, Ванг и Клемперер су развили технику која упоређује две врсте сеизмичких таласа. Ови таласи путују кроз Земљу након земљотреса, ширећи вибрације планетом слично звоњаву звона.
Једна врста, названа Сн или „поклопац“ таласи, креће се дуж врха плашта у региону познатом као поклопац. Други, звани Лг таласи, састоји се од високофреквентних вибрација које се ефикасно крећу кроз кору. Мерењем односа између ова два типа таласа, истраживачи могу да утврде да ли је земљотрес започео у кори или у омотачу.
„Наш приступ потпуно мења игру јер сада заправо можете да идентификујете земљотрес на плашту искључиво на основу таласних облика земљотреса“, рекао је Ванг.
Идентификоване стотине ретких дубоких земљотреса
Тим је анализирао податке са станица за сеизмичко праћење широм света и узео у обзир информације као што је дебљина коре. Од почетног скупа од више од 46.000 земљотреса, идентификовали су 459 земљотреса на континенталном омотачу који су се догодили од 1990. године.
Истраживачи упозоравају да ова цифра вероватно потцењује прави број. Ширење сеизмичких мрежа, посебно у удаљеним регионима као што је Тибетанска висораван северно од Хималаја, вероватно би открило више потреса у омотачу. Клемперер је провео већи део своје каријере проучавајући земљотресе у овој удаљеној области. Његов ранији рад на необичним дубоким потресима тамо помогао је да инспирише Ванга да настави са овом темом.
Уз растући каталог потврђених земљотреса на плашту и поуздан начин за њихово откривање, тим планира да истражи шта изазива ове ретке догађаје. Неки се могу јавити као накнадни потреси узроковани сеизмичким таласима који путују напоље од земљотреса на кору. Други би могли бити повезани са конвекцијом изазваном топлотом унутар омотача док рециклира потопљене плоче Земљине коре.
Гледајући унапред, истраживачи очекују да ће наставак студија бацити ново светло на унутрашње функционисање планете.
„Земљотреси у континенталном омотачу могу бити део инхерентно међусобно повезаног циклуса земљотреса, како из коре, тако и из горњег омотача“, рекао је Ванг. „Желимо да разумемо како ови слојеви нашег света функционишу као цео систем.
Ово истраживање је подржала Национална научна фондација.
