Antarktika’daki Orca denizaltı yanardağı 85.000 deprem sürüsü tarafından süpürüldü

Uzak bir bölgede, jeofizik yöntemlerin bir kombinasyonu, magmanın deniz tabanının altındaki hareketini neden olarak tanımlar.

Antarktika kıyılarında bile volkanlar bulunabilir. 2020’de 85.000’den fazla deprem dizisi, uzun süredir aktif olmayan derin deniz yanardağı Orca’da, bu bölgede daha önce gözlemlenmemiş oranlara ulaşan bir sürü depreminde kaydedildi. Bu tür olayların, bu kadar uzak ve dolayısıyla yetersiz aletli alanlarda bile dikkate değer ayrıntılarla incelenebileceği ve tanımlanabileceği gerçeği, şimdi dergide yayınlanan uluslararası bir ekip çalışmasıyla gösterilmektedir. Dünya ve Çevre İletişimi.

Almanya, İtalya, Polonya ve Amerika Birleşik Devletleri’nden araştırmacılar, Potsdam Alman Yerbilimleri Araştırma Merkezi’nden (GFZ) Simon Siska tarafından yönetilen çalışmaya katıldı. Magmanın Dünya’nın mantosundan kabuk-manto sınırına yakın neredeyse yüzeye hızlı transferinin bir sürü depremine nasıl neden olduğunu belirlemek için sismik, jeodezik ve uzaktan algılama tekniklerini birleştirebildiler.

Güney Amerika’nın ucu ile Antarktika arasındaki Orca yanardağı

Sürü depremleri esas olarak volkanik olarak aktif bölgelerde meydana gelir. Bu nedenle, yer kabuğundaki sıvıların hareketinin nedeni olduğundan şüphelenilmektedir. Orca Marine, deniz tabanından yaklaşık 900 metre yükselen ve taban çapı yaklaşık 11 kilometre olan büyük bir denizaltı kalkan yanardağıdır. Arjantin’in güney ucunun güneybatısında, Antarktika Yarımadası ile Güney Shetland Adaları arasında bir okyanus kanalı olan Bransfield Boğazı’nda yer almaktadır.

Antarktika’nın sismik olarak aktif bölgesinin çizimi. Kredi: Cesca ve ark. 2022; Nature Commun Earth Environ 3, 89 (2022); doi.org/10.1038/s43247-022-00418-5 (CC BY 4.0)

Geçmişte, bu bölgedeki depremler orta şiddetteydi. Bununla birlikte, Ağustos 2020’de, yarım yıl içinde 85.000’den fazla depremle orada yoğun bir sismik sürü başladı. GFZ’nin Sismik ve Volkanik Fiziği Bölüm 2.1’de bir bilim adamı olan ve şu anda yayınlanan çalışmanın baş yazarı Simone Cesca, orada şimdiye kadar kaydedilen en büyük sismik bozukluğu temsil ediyor” diyor. On santimetreden fazla bir yükseklik ve komşu King George Adası’nda yaklaşık bir santimetrelik küçük bir kaldırma kaydedildi.

Uzak bir bölgede araştırma zorlukları

Siska bu olayları Ulusal Oşinografi ve Uygulamalı Jeofizik Enstitüsü – OGS ve Bologna Üniversitesi (İtalya), Polonya Bilimler Akademisi, Hannover’deki Leibniz Üniversitesi, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR) ve Potsdam Üniversitesi’nden meslektaşlarıyla birlikte inceledi. Buradaki zorluk, uzak bölgede birkaç geleneksel sismografın olmasıydı, yani sadece iki sismik istasyon ve iki GNSS istasyonu (yer istasyonları JLopal nUçuş suydular sDünyanın yer değiştirmesini ölçen sistem). Ekip, bozulmaların kronolojisini ve evrimini yeniden oluşturmak ve nedenlerini belirlemek için, uzak sismik istasyonlardan gelen verileri ve yer yer değiştirmesini ölçmek için radar interferometrisi kullanan InSAR uydularından gelen verileri analiz etti. Önemli bir adım, verileri doğru bir şekilde yorumlamak için olayları bir dizi jeofizik yöntemle modellemekti.

Sismik olayların yeniden yapılandırılması

Araştırmacılar, rahatsızlıkların başlangıcını 10 Ağustos 2020’ye tarihlendirdi ve sadece 128 deprem içeren orijinal küresel deprem kataloğunu 85.000’den fazla olaya genişletti. Sürü, azalmadan önce 2 Ekim (Mw 5.9) ve 6 Kasım (MW 6.0) 2020’de iki büyük depremle zirve yaptı. Şubat 2021’e kadar sismik aktivite önemli ölçüde azalmıştı.

Bilim adamları, sürü depreminin ana nedeni olarak magma penetrasyonunu ve daha büyük hacimli magmanın göçünü belirlediler, çünkü sismik süreçler tek başına King George Adası’nda gözlemlenen güçlü yüzey deformasyonunu açıklayamaz. Hacimsel magma müdahalesinin varlığı, jeodezik veriler temelinde bağımsız olarak doğrulanabilir.

Kökenlerinden başlayarak, depremler önce yukarı, sonra yanal olarak göç etti: derin küme depremleri, üst mantodaki veya kabuk-manto sınırındaki bir rezervuardan yayılan dikey magmaya bir tepki olarak yorumlanırken, yüzey kabuk depremleri kuzeydoğuya doğru uzanır ve Büyüyen bir magma barajının tepesinde koşuyor, yanal olarak yaklaşık 20 kilometre uzunluğa ulaşıyor.

Depremler, yaklaşık üç aylık sürekli aktivitenin ardından Kasım ortasına kadar aniden azaldı ve 6,0 MW büyüklüğünde serideki en büyük depremin meydana gelmesine denk geldi. Sürünün sonu, büyük bir fay kaymasına eşlik eden magma barajındaki basınç kaybıyla açıklanabilir ve deniz tabanı püskürmesinin zamanlamasını gösterebilir, ancak bu henüz başka verilerle doğrulanamıyor.

Bilim adamları, GNSS ve InSAR verilerini modelleyerek, Bransfield magmanın izinsiz giriş hacminin 0.26-0.56 kilometreküp arasında olduğunu tahmin ettiler. Bu aynı zamanda bu bölümü Antarktika’da şimdiye kadar gözlemlenen en büyük kayalık patlama yapıyor.

Çözüm

Simon Siska şu sonuca varıyor: “Çalışmamız, zayıf aletli alanlarda deprem süreçlerini ve magma taşınımını anlamak için sismik, jeodezi ve uzaktan algılama tekniklerinin birleşik uygulamasının kullanıldığı, Dünya’nın uzak bir yerindeki sismik volkanik rahatsızlıklara ilişkin başarılı yeni bir araştırmayı temsil ediyor. Bu, üst mantodan veya kabuksal manto sınırından sığ kabuğa magmanın penetrasyonunu izlemek için jeofizik aletleri kullanabildiğimiz birkaç durumdan biridir – sadece birkaç gün süren magmanın mantodan neredeyse yüzeye hızlı geçişi.

Referans: “Bransfield Boğazı, Antarktika’daki erimiş izinsiz giriş tarafından yönlendirilen büyük deprem sürüsü” Simon Cesca, Monica Sugan, Okasz Rodzinski, Sanaz Fagidian, Peter Nimes, Simon Blanc, Jessa Petersen, Zigo Deng, Eleonora Rivalta, Alessandro Burke-Van Placencia Linares , Sebastian Hyman ve Thorsten Dahme, 11 Nisan 2022, Buradan ulaşabilirsiniz. Dünya ve Çevre İletişimi.
DOI: 10.1038 / s43247-022-00418-5