Dziś badacze twierdzą, że wreszcie poznali przyczynę tej niezwykłej regularności. Wyniki badań opublikowane w czasopiśmie Science pokazują, że głęboko pod oceanem działają naturalne „hamulce”, które ograniczają rozwój silnych trzęsień ziemi.
Uskok Gofar: niezwykłe laboratorium natury
Badania skoncentrowały się na uskoku transformującym Gofar, położonym na wschodnim Pacyfiku, około 1600 kilometrów od wybrzeży Ekwadoru. To miejsce, gdzie płyta pacyficzna i płyta Nazca przesuwają się względem siebie z prędkością około 14 centymetrów rocznie.
Uskoki transformujące to granice pomiędzy płytami tektonicznymi, które przemieszczają się poziomo obok siebie. Takie struktury występują zarówno pod oceanami, jak i na lądzie najbardziej znanym przykładem jest uskok San Andreas w Kalifornii.
Jednak Gofar wyróżnia się czymś wyjątkowym. Duże trzęsienia ziemi pojawiają się tam wielokrotnie dokładnie w tych samych segmentach uskoku, a ich rozprzestrzenianie zatrzymuje się niemal zawsze w tych samych miejscach.
Co zatrzymuje trzęsienia ziemi?
Międzynarodowy zespół naukowców pod kierownictwem sejsmologa Jianhua Gong przeanalizował dane z dwóch dużych eksperymentów prowadzonych na dnie oceanu w latach 2008 oraz 2019–2022.
Badacze rozmieszczali na dnie morskim specjalne sejsmometry, które rejestrowały nawet najmniejsze drgania skorupy ziemskiej. Dzięki temu udało się stworzyć niezwykle dokładny obraz zachowania uskoku przed dużymi trzęsieniami ziemi, w ich trakcie oraz po ich zakończeniu.
Wyniki okazały się zaskakujące.
Naukowcy odkryli, że pomiędzy aktywnymi segmentami uskoku znajdują się specjalne strefy zwane „barierami”. Tuż przed dużymi trzęsieniami ziemi obszary te wykazywały wzrost aktywności małych wstrząsów, po czym niemal całkowicie „milknęły” po przejściu głównego trzęsienia. Według badaczy bariery działają jak naturalne systemy bezpieczeństwa ograniczające rozwój pęknięcia tektonicznego.
Naturalny mechanizm hamowania
Kluczową rolę odgrywa geometria uskoku oraz obecność wody morskiej przenikającej głęboko w skały. W strefach barierowych uskok nie tworzy jednej prostej szczeliny, lecz rozgałęzia się na wiele mniejszych struktur. Powstają tam niewielkie przestrzenie i pęknięcia wypełnione wodą pod wysokim ciśnieniem.
Gdy nadchodzi silne trzęsienie ziemi, gwałtowny ruch powoduje spadek ciśnienia płynów wewnątrz skał. Skały chwilowo „zaciskają się”, a rozprzestrzeniające się pęknięcie zostaje zahamowane podobnie jak samochód zatrzymywany przez nagłe wciśnięcie hamulca. To zjawisko naukowcy określają mianem „wzmocnienia dylatacyjnego”.
Znaczenie odkrycia może być globalne
Choć sam uskok Gofar znajduje się daleko od terenów zamieszkanych i nie stanowi bezpośredniego zagrożenia dla ludzi, odkrycie może mieć ogromne znaczenie dla sejsmologii. Podobne uskoki transformujące występują na całym świecie. Od dawna naukowcy zauważali, że wiele podmorskich trzęsień ziemi osiąga mniejsze rozmiary, niż sugerowałyby warunki geologiczne.
Nowe badania wskazują, że naturalne „bariery” mogą być powszechnym mechanizmem ograniczającym siłę podmorskich trzęsień ziemi na całej planecie. Lepsze zrozumienie tego procesu może w przyszłości pomóc w udoskonaleniu modeli oceny ryzyka sejsmicznego, szczególnie w regionach położonych w pobliżu aktywnych uskoków tektonicznych i gęsto zaludnionych wybrzeży.
Badania prowadzone przez międzynarodowy zespół
W projekcie uczestniczyli naukowcy z wielu renomowanych instytucji, m.in. Indiana University, Woods Hole Oceanographic Institution, Scripps Institution of Oceanography oraz United States Geological Survey. Badania zostały sfinansowane przez amerykańską National Science Foundation oraz kanadyjską Natural Sciences and Engineering Research Council.
Źródło: Indiana University
