Οι επιστήμονες ανακάλυψαν κρυμμένα υποβρύχια «φρένα» που μπορεί να εμποδίζουν ορισμένους σεισμούς να γίνουν καταστροφικοί.
Τα βαθιά ρήγματα που προκαλούν σεισμούς
Για περισσότερα από 30 χρόνια, ένα ρήγμα βαθιά κάτω από τον ανατολικό Ειρηνικό Ωκεανό προκαλεί αξιοσημείωτα συνεχείς σεισμούς. Βρίσκεται περίπου 1.000 μίλια από τις ακτές του Ισημερινού, το υποβρύχιο ρήγμα παράγει σεισμούς μεγέθους 6 Ρίχτερ κάθε πέντε έως έξι χρόνια, χτυπώντας σχεδόν στα ίδια σημεία και με σχεδόν την ίδια ισχύ κάθε φορά.
Αυτό το επίπεδο κανονικότητας είναι εξαιρετικά ασυνήθιστο στην επιστήμη των σεισμών. Οι ερευνητές γνώριζαν εδώ και καιρό το μοτίβο, αλλά μέχρι τώρα δεν είχαν κατανοήσει πλήρως τι το προκαλούσε.
Μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science αποκάλυψε επιτέλους την εξήγηση. Οι επιστήμονες λένε ότι το ρήγμα περιέχει ειδικές περιοχές που εμποδίζουν επανειλημμένα τους σεισμούς να μεγαλώσουν, λειτουργώντας σαν φυσικά συστήματα πέδησης βαθιά κάτω από τον πυθμένα της θάλασσας.
«Γνωρίζαμε ότι αυτά τα εμπόδια υπήρχαν εδώ και πολύ καιρό, αλλά το ερώτημα ήταν πάντα, από τι είναι φτιαγμένα και γιατί συνεχίζουν να σταματούν τους σεισμούς τόσο αξιόπιστα, κύκλο με τον κύκλο;» δήλωσε ο σεισμολόγος Jianhua Gong, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και Επίκουρος Καθηγητής Επιστημών της Γης και της Ατμόσφαιρας στο Κολλέγιο Τεχνών και Επιστημών στο Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα, Bloomington.
Ο Gong και ερευνητές από το Ωκεανογραφικό Ινστιτούτο Woods Hole, το Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας Scripps στο UC San Diego, την Γεωλογική Υπηρεσία των ΗΠΑ, το Κολλέγιο της Βοστώνης, το Πανεπιστήμιο του Ντέλαγουερ, το Πανεπιστήμιο της Δυτικής Ουάσινγκτον, το Πανεπιστήμιο του Νιου Χάμσαϊρ και το Πανεπιστήμιο McGill επικέντρωσαν την εργασία τους στο ρήγμα μετασχηματισμού Gofar, μέρος της Άνοδος του Ανατολικού Ειρηνικού δυτικά του Ισημερινού. Στόχος τους ήταν να λύσουν ένα μυστήριο που προβληματίζει τους επιστήμονες εδώ και δεκαετίες: γιατί ορισμένα υποθαλάσσια ρήγματα προκαλούν μεγάλους σεισμούς με σχεδόν χρονισμό ρολογιού.
Γιατί το ρήγμα Gofar είναι τόσο ασυνήθιστο
Το ρήγμα Gofar είναι ένα μακρύ ρήγμα στον πυθμένα του ωκεανού όπου οι τεκτονικές πλάκες του Ειρηνικού και της Νάζκα γλιστρούν η μία δίπλα στην άλλη. Αυτές οι γιγάντιες πλάκες του εξωτερικού κελύφους της Γης κινούνται με περίπου 140 χιλιοστά ετησίως, περίπου την ίδια ταχύτητα που μεγαλώνουν τα νύχια.
Τα μετασχηματισμένα ρήγματα σχηματίζονται όπου οι τεκτονικές πλάκες κινούνται οριζόντια η μία έναντι της άλλης, και το Γκόφαρ είναι ένα από τα καλύτερα μελετημένα παραδείγματα στον πυθμένα της Γης.
Αυτό που κάνει αυτό το ρήγμα να ξεχωρίζει είναι ο τρόπος με τον οποίο οι μεγαλύτεροι σεισμοί του ξεκινούν και τελειώνουν επανειλημμένα στις ίδιες τοποθεσίες. Μεταξύ των ενεργών σεισμικών ζωνών υπάρχουν πιο ήσυχα τμήματα του ρήγματος που απορροφούν την τάση χωρίς να προκαλούν μεγάλους σεισμούς. Οι επιστήμονες αναφέρονται σε αυτά τα τμήματα ως «φράγματα», αν και η ακριβής λειτουργία τους παρέμεινε ασαφής για χρόνια.
Πειράματα στον πυθμένα αποκαλύπτουν κρυφή δραστηριότητα
Για να κατανοήσουν καλύτερα το ρήγμα, οι ερευνητές ανέλυσαν δεδομένα από δύο μεγάλες μελέτες για τον πυθμένα του ωκεανού, η μία πραγματοποιήθηκε το 2008 και η άλλη από το 2019 έως το 2022.
Κατά τη διάρκεια και των δύο έργων, οι επιστήμονες τοποθέτησαν σεισμογράφους του πυθμένα του ωκεανού απευθείας στον πυθμένα κατά μήκος διαφορετικών τμημάτων του ρήγματος Γκόφαρ. Αυτά τα όργανα κατέγραψαν δεκάδες χιλιάδες μικρούς σεισμούς που συνέβησαν πριν και μετά από δύο ξεχωριστά γεγονότα μεγέθους 6 Ρίχτερ.
Τα δεδομένα παρείχαν στους ερευνητές μια ασυνήθιστα λεπτομερή εικόνα για το πώς συμπεριφέρεται το ρήγμα πριν, κατά τη διάρκεια και μετά από μεγάλες ρήξεις.
Και στις δύο ζώνες φραγμού, οι επιστήμονες παρατήρησαν σχεδόν πανομοιότυπα μοτίβα. Οι μικροί σεισμοί γίνονταν ιδιαίτερα ενεργοί τις ημέρες και τις εβδομάδες πριν από έναν μεγάλο σεισμό, και στη συνέχεια οι ίδιες περιοχές σχεδόν σιώπησαν αμέσως μετά.
Επειδή αυτή η συμπεριφορά εμφανίστηκε σε δύο διαφορετικά τμήματα ρηγμάτων που χωρίζονταν από 12 χρόνια, οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η ίδια φυσική διαδικασία ήταν πιθανώς υπεύθυνη και στις δύο περιπτώσεις.
Φυσικά «Φρένα» Μέσα στο Ρήγμα
Η μελέτη διαπίστωσε ότι τα φράγματα δεν είναι απλές ανενεργές εκτάσεις βράχου. Αντίθετα, είναι δομικά περίπλοκες περιοχές όπου το ρήγμα διασπάται σε πολλά νήματα.
Αυτά τα νήματα είναι μετατοπισμένα πλευρικά κατά περίπου 100 έως 400 μέτρα, δημιουργώντας τοπικά ανοίγματα στη δομή του ρήγματος, παρόμοια με μικρά κενά μέσα σε μια ρωγμή.
Οι ερευνητές βρήκαν επίσης στοιχεία ότι το θαλασσινό νερό διεισδύει βαθιά σε αυτές τις περιοχές με ρήγματα. Μαζί, η γεωμετρία του ρήγματος και τα παγιδευμένα υγρά δημιουργούν συνθήκες για μια διαδικασία γνωστή ως «ενίσχυση της διαστολής».
Σε αυτή τη διαδικασία, όταν μια ρήξη μεγάλου σεισμού φτάσει σε μία από τις ζώνες φραγμού, η ξαφνική κίνηση προκαλεί απότομη πτώση της πίεσης μέσα στο γεμάτο με ρευστό βράχο. Το πορώδες πέτρωμα στη συνέχεια κλειδώνει προσωρινά, επιβραδύνοντας ή σταματώντας τη ρήξη πριν μπορέσει να συνεχίσει να αναπτύσσεται.
Το αποτέλεσμα είναι ουσιαστικά ένα φυσικό σύστημα πέδησης που περιορίζει το μέγεθος του σεισμού.
«Αυτά τα εμπόδια δεν είναι απλώς παθητικά χαρακτηριστικά του τοπίου», εξήγησε ο Γκονγκ. «Είναι ενεργά, δυναμικά μέρη του συστήματος ρηγμάτων και η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας τους αλλάζει τον τρόπο που σκεφτόμαστε τα όρια των σεισμών σε αυτά τα ρήγματα».
Παγκόσμιες επιπτώσεις για την επιστήμη των σεισμών
Επειδή το ρήγμα Γκόφαρ βρίσκεται μακριά από πυκνοκατοικημένες ακτές, οι σεισμοί του αποτελούν μικρό άμεσο κίνδυνο για τους ανθρώπους. Ωστόσο, οι ερευνητές λένε ότι τα ευρήματα θα μπορούσαν να έχουν σημαντικές επιπτώσεις παγκοσμίως.
Υπάρχουν ρήγματα μετασχηματισμού παρόμοια με το Γκόφαρ στους ωκεανούς της Γης, και οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει εδώ και καιρό ότι πολλοί υποθαλάσσιοι σεισμοί παραμένουν μικρότεροι από τους αναμενόμενους μόνο με βάση τις γεωλογικές συνθήκες.
Η νέα έρευνα υποδηλώνει ότι οι ζώνες φραγμού που δημιουργούνται από σύνθετες δομές ρηγμάτων και διείσδυση θαλασσινού νερού μπορεί να είναι ευρέως διαδεδομένες κάτω από τους ωκεανούς. Εάν ναι, αυτές οι περιοχές θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως φυσικά φρένα που περιορίζουν το μέγιστο μέγεθος των σεισμών κατά μήκος πολλών υποθαλάσσιων ρηγμάτων.
Οι επιστήμονες λένε ότι η ανακάλυψη μπορεί να βελτιώσει τα μοντέλα σεισμών που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση των σεισμικών κινδύνων σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων των κινδύνων κοντά σε παράκτια αστικά κέντρα.
www.worldenergynews.gr
