По први пут, научници су директно видели зону субдукције – место где једна тектонска плоча урања испод друге – усред распадања. Налаз, објављен у Сциенце Адванцеспружа невиђен поглед на то како се Земљина површина мења током времена и додаје нови увид у потенцијал будућих земљотреса на северозападу Пацифика.
Зоне субдукције су неке од најмоћнијих и најдинамичнијих карактеристика на Земљи. Они померају континенте широм света, изазивају огромне земљотресе и вулканске ерупције и рециклирају кору планете дубоко у плашт.
Међутим, ове зоне нису трајне. Ако се никада не би завршили, континенти би се непрестано сударали и спајали, бришући океане и већи део геолошке историје планете. Деценијама су се научници питали како ови колосални системи на крају долазе до краја.
„Покретање зоне субдукције је као да покушавате да гурнете воз узбрдо – потребан је огроман напор“, рекао је Брандон Шук, геолог са Државног универзитета Луизијане и главни аутор студије. „Али када се једном крене, као да воз јури низбрдо, немогуће га је зауставити. За његово окончање је потребно нешто драматично – у суштини, железничка олупина.“
Снимање зоне субдукције у акту
Уз обалу острва Ванкувер, у региону Каскадија, научници су сада видели како се „олупина воза“ одвија. Овде, плоче Хуан де Фука и Експлорер полако клизе испод северноамеричке плоче, а нови подаци показују да се систем буквално распада.
Истраживачи су користили снимање сеизмичке рефлексије – у суштини ултразвук унутрашњости Земље – у комбинацији са детаљним записима земљотреса да би посматрали процес. Подаци су прикупљени током Цасцадиа Сеисмиц Имагинг Екперимент (ЦАСИЕ21) 2021. године, који је финансирала Национална научна фондација. Током експедиције, звучни таласи су слати са истраживачког брода у морско дно, а повратни одјеци су ухваћени 15 километара дугачком линијом подводних сензора. Добијене слике су откриле дубоке преломе где се океанска плоча распада.
„Ово је први пут да имамо јасну слику зоне субдукције ухваћене у чину умирања“, рекао је Шук. „Уместо да се искључи одједном, плоча се цепа део по део, стварајући мање микроплоче и нове границе. Дакле, уместо велике олупине воза, то је као да гледате како воз полако искаче из шина, један по један аутомобил.“
Тањир који се распада део по део
Тим је пронашао огромне сузе које су текле кроз океанску плочу, укључујући велики помак где је један део пао око пет километара. „Постоји веома велики квар који активно ломи плочу“, објаснио је Шук. „Још није 100% откинут, али је близу.
Подаци о земљотресу подржавају оно што су слике показале. Дуж 75-километарске сузе неки делови остају сеизмички активни, док су други утихнули. „Када се комад потпуно одломи, више не производи земљотресе јер стене више нису залепљене заједно“, објаснио је Шук. Одсуство потреса у одређеним областима сугерише да су се делови плоче већ одвојили, а јаз се временом постепено шири.
Студија је открила да зоне субдукције не пропадају у једном катастрофалном прекиду, већ умиру у фазама, кроз процес познат као „епизодични“ или „комадични“ прекид. Уместо да цела плоча одједном пукне, она се распада на мање делове. Границе трансформације – грешке у којима плоче клизе једна поред друге – делују као природне маказе, секу преко плоче и изолују фрагменте који формирају нове микроплоче док се субдукција наставља у близини.
Како већа плоча губи комаде, она такође губи замах. Попут одсецања аутомобила од одбеглог воза, свака пауза смањује повлачење надоле све док се цео процес субдукције не заустави. Иако свака епизода траје милионима година, ове постепене фазе заједно означавају смрт зоне субдукције.
Трагови древних тектонских мистерија Земље
Овај спор распад помаже да се објасне загонетне карактеристике из Земљине прошлости, као што су напуштени фрагменти старих тектонских плоча и експлозије вулканске активности на неочекиваним местима. Један упечатљив пример лежи у Доњој Калифорнији, где научници одавно знају за фосилне микроплоче – остатке некада огромне Фаралонове плоче. Годинама су истраживачи сумњали да су ови фрагменти доказ умирућих зона субдукције, али тачан механизам је био нејасан. Регион Цасцадиа сада нуди директан поглед на то како се тај процес дешава: кроз кидање корак по корак, а не нагли колапс.
Распад плоче не зауставља само кретање – он преобликује планету. Како се сваки фрагмент одваја, он може отворити „прозоре плоча“ где се врући материјал плашта диже према површини, стварајући навале вулканске активности. Временом се формирају нове микроплоче, старе се померају, а границе се поново померају. „То је прогресивни слом, једна по епизода“, рекао је Шук. „И то се заиста добро поклапа са оним што видимо у геолошким записима, где вулканске стене постају млађе или старије у низу који одражава ово кидање корак по корак.“
Опасности од земљотреса и будућа истраживања
Гледајући унапред, научници истражују да ли би велики земљотрес могао да пукне преко једне од ових новонасталих суза или би ломови могли да промене начин на који се сеизмичка енергија креће кроз регион. Иако ово откриће побољшава моделе понашања сложених система раседа, оно не мења значајно краткорочни ризик за северозапад Пацифика.
Цасцадиа остаје способна да генерише веома велике земљотресе и цунамије. Разумевање како ови новооткривени прекиди утичу на будуће руптуре помоћи ће да се прецизирају процене опасности и продуби наше разумевање о томе како се најмоћнији геолошки мотори Земље на крају заустављају.
