Vulcanul subacvatic din Antarctica Orca a fost explodat de un roi de 85.000 de cutremure

Baza Carlini de pe Insula Regelui George, unde se află seismometrul cel mai apropiat de regiunea seismică, și strâmtoarea Bransfield. Credit: Milton Percy Plasencia Linares

Într-o zonă îndepărtată, un amestec de metode geofizice identifică transferul de magmă sub fundul mării drept cauză.

Chiar și în largul coastei Antarcticii, pot fi găsiți vulcani. O serie de peste 85.000 de cutremure a fost înregistrată în 2020 la vulcanul submarin Orca, îndelung inactiv, un cutremur cu roi care a atins proporții nemaivăzute până acum pentru această regiune. Faptul că astfel de evenimente pot fi studiate și descrise în detaliu remarcabil chiar și în zone atât de îndepărtate și, prin urmare, slab instrumentate este demonstrat acum de studiul unei echipe internaționale publicat în jurnal. Comunicarea Pământului și Mediului.

La studiu au participat cercetători din Germania, Italia, Polonia și Statele Unite ale Americii, condus de Simone Cesca de la Centrul German de Cercetare în Geoștiință (GFZ) din Potsdam. Ei au reușit să combine tehnici seismologice, geodezice și de teledetecție pentru a determina modul în care transferul rapid al magmei de pe mantaua Pământului din apropierea graniței scoarță-manta și aproape de suprafață a provocat cutremurul.

Vulcanul Orca între vârful Americii de Sud și Antarctica

Cutremurele de roi au loc în principal în regiunile active din punct de vedere vulcanic. De aceea, mișcarea fluidelor în scoarța terestră este suspectată a fi cauza. Seamount Orca este un vulcan scut submarin mare, cu o înălțime de aproximativ 900 de metri deasupra fundului mării și un diametru de bază de aproximativ 11 kilometri. Este situat în strâmtoarea Bransfield, un canal oceanic între Peninsula Antarctică și Insulele Shetland de Sud, la sud-vest de vârful sudic al Argentinei.

Zona seismică activă în largul Antarcticii

Ilustrație a zonei active din punct de vedere seismic de lângă Antarctica. Credit: Cesca et al. 2022; Natura Pământ comun Aproximativ 3,89 (2022); doi.org/10.1038/s43247-022-00418-5 (CC BY 4.0)

„În trecut, seismicitatea în această regiune era moderată. Cu toate acestea, în august 2020, acolo a început un roi seismic intens, cu peste 85.000 de cutremure în șase luni. Reprezintă cea mai mare tulburare seismică înregistrată vreodată acolo”, raportează Simone Cesca, om de știință GFZ Secțiunea 2.1 Fizica cutremurelor și vulcanilor și principalul autor al studiului publicat acum. Concomitent cu roiul, pe insula vecină King George s-a înregistrat o deplasare laterală a solului de peste zece centimetri și o ușoară ridicare de aproximativ un centimetru.

Provocările cercetării în regiunile îndepărtate

Cesca a studiat aceste evenimente cu colegii de la Institutul Național de Oceanografie și Geofizică Aplicată – OGS și Universitatea din Bologna (Italia), Academia Poloneză de Științe, Universitatea Leibniz din Hanovra, Centrul Aerospațial German (DLR) și Universitatea din Potsdam. Provocarea a fost că există puține instrumente seismologice convenționale în regiunea îndepărtată, și anume doar două stații seismice și două stații GNSS (stații terestre ale gglobal NUaviaţie Ssatelit Ssistem de măsurare a deplasării la sol). Pentru a reconstrui cronologia și evoluția perturbărilor și pentru a determina cauza, echipa a analizat, prin urmare, și date de la stații seismice mai îndepărtate și date de la sateliții InSAR, care folosesc interferometria radar pentru a măsura deplasările la sol. Un pas important a fost modelarea evenimentelor cu o serie de metode geofizice pentru a interpreta corect datele.

Reconstituirea evenimentelor seismice

Cercetătorii au retrodatat începutul tulburărilor la 10 august 2020 și extind catalogul seismic global original, care conține doar 128 de cutremure, la peste 85.000 de evenimente. Roiul a atins apogeul cu două cutremure mari pe 2 octombrie (Mw 5,9) și 6 noiembrie (Mw 6,0) 2020 înainte de a se diminua. Până în februarie 2021, activitatea seismică a scăzut semnificativ.

Oamenii de știință identifică intruziunea de magmă, migrarea unui volum mai mare de magmă, drept principala cauză a cutremurului roi, întrucât procesele seismice singure nu pot explica deformarea puternică a suprafeței observată pe insula Regelui George. Prezența unei intruziuni de magmă volumetrice poate fi confirmată independent pe baza datelor geodezice.

De la origine, seismicitatea a migrat mai întâi în sus, apoi lateral: cutremurele mai adânci, grupate sunt interpretate ca răspuns la răspândirea verticală a magmei dintr-un rezervor din mantaua superioară sau la limita crustă-manta, în timp ce cutremurele crustale mai puțin adânci se extind NE-SV. . declanșat în vârful digului de magmă în creștere laterală, care atinge o lungime de aproximativ 20 de kilometri.

Seismicitatea a scăzut brusc la jumătatea lunii noiembrie, după aproximativ trei luni de activitate susținută, în corespondență cu producerea celor mai mari cutremure din serie, cu magnitudinea Mw 6,0. Sfârșitul roiului poate fi explicat prin pierderea presiunii în digul de magmă, însoțită de alunecarea unei falii mari și ar putea marca momentul unei erupții a fundului mării care, totuși, nu a putut fi încă confirmată de alte date.

Prin modelarea datelor GNSS și InSAR, oamenii de știință au estimat că volumul intruziunii magmatice Bransfield este între 0,26 și 0,56 km³. De asemenea, face din acest episod cea mai mare tulburare magmatică monitorizată geofizic vreodată în Antarctica.

Concluzie

Simone Cesca concluzionează: „Studiul nostru reprezintă o nouă investigație de succes a tulburărilor seismo-vulcanice într-o locație îndepărtată de pe Pământ, unde aplicarea combinată a tehnicilor seismologie, geodezie și teledetecție sunt folosite pentru a înțelege procesele seismice și transportul magmei în medii slab instrumentate. . zone. Acesta este unul dintre puținele cazuri în care putem folosi instrumente geofizice pentru a observa pătrunderea magmei din mantaua superioară sau de la limita crustă-mantașă în scoarța de mică adâncime – un transfer rapid al magmei de la manta și aproape de suprafață care durează doar un timp. cateva zile.”

Referință: „Massive swarm of earthquakes driven by magmatic intrusion in Bransfield Strait, Antarctica” de Simone Cesca, Monica Sugan, Łukasz Rudzinski, Sanaz Vajedian, Peter Niemz, Simon Plank, Gesa Petersen, Zhiguo Deng, Eleonora Rivalta, Alessandro Percy Vuan, Milton Plasencia Linares, Sebastian Heimann și Torsten Dahm, 11 aprilie 2022, Comunicații Pământ și Mediu.
DOI: 10.1038/s43247-022-00418-5

Add Comment