Nowe spojrzenie na umierającą strefę subdukcji
Badacze z Columbia Climate School wykorzystali zaawansowane metody sejsmiczne, aby zajrzeć pod dno oceanu w rejonie Kaskadii. Strefa subdukcji, gdzie płyty Juan de Fuca i Explorer wsuwają się pod płytę północnoamerykańską, stała się naturalnym laboratorium do obserwacji procesów geologicznych. Brandon Shuck z Louisiana State University, główny autor badania opublikowanego w Science Advances, przedstawia ciekawą analogię:
Uruchomienie strefy subdukcji jest jak próba pchania pociągu pod górę – wymaga ogromnego wysiłku. Ale gdy już ruszy, to tak, jakby pociąg zjeżdżał z góry, jest niemożliwy do zatrzymania. Zakończenie jej wymaga czegoś dramatycznego – w zasadzie katastrofy kolejowej
Czytaj też: Przez stulecia ludzie widzieli światła-duchy. Nauka przybyła z wyjaśnieniem tego zjawiska
W praktyce proces okazał się jednak znacznie mniej spektakularny niż katastrofa kolejowa. Naukowcy obserwują raczej stopniowy, kontrolowany rozpad, który przebiega etapami. Kluczową rolę w odkryciu odegrało sejsmiczne obrazowanie refleksyjne, które badacze porównują do ultrasonografii podpowierzchni Ziemi. Dane zebrano podczas eksperymentu CASIE21 w 2021 roku na pokładzie statku badawczego Marcus G. Langseth. Ta technika pozwoliła na uzyskanie obrazów struktur głęboko pod dnem oceanu z niespotykaną dotąd precyzją. Połączenie tych danych z zapisami aktywności sejsmicznej dało pełniejszy obraz zachodzących procesów.
Segmentowy charakter rozpadu
Najważniejszym ustaleniem jest sposób, w jaki płyta ulega destrukcji. Zamiast jednego gwałtownego pęknięcia, proces ten następuje stopniowo: segmentowo i epizodycznie.
To pierwszy raz, kiedy mamy wyraźny obraz strefy subdukcji uchwyconej w akcie umierania. Zamiast wyłączać się nagle, płyta rozrywa się kawałek po kawałku, tworząc mniejsze mikro-płyty i nowe granice – podkreśla Shuck
Badacze zidentyfikowali masywne pęknięcia przecinające płytę Juan de Fuca. Jeden z największych uskoków spowodował opadnięcie fragmentu płyty o około 5 kilometrów. To znacząca wartość nawet w geologicznej skali. Każdy z tych epizodów trwa kilka milionów lat, ale łącznie mogą doprowadzić do wyłączenia całego systemu subdukcji. To zupełnie nowe spojrzenie na cykl życia płyt tektonicznych. Najbardziej przekonujące dowody pochodzą z analizy aktywności sejsmicznej. Wzdłuż 75-kilometrowego pęknięcia niektóre odcinki wciąż generują trzęsienia ziemi, podczas gdy inne pozostają “niesamowicie ciche”.
Czytaj też: Meteorologiczny spektakl na wysokości 31 kilometrów. Temperatura nad Antarktydą wzrosła o ponad 30 stopni
Gdy kawałek całkowicie się oderwie, przestaje generować trzęsienia ziemi, ponieważ skały nie są już ze sobą połączone- wyjaśniają autorzy
Ten wzorzec dostarcza naukowcom mapy postępującego rozpadu. Fragmenty, które już się oddzieliły, zachowują się jak niezależne mikro-płyty, podczas gdy pozostałe części wciąż aktywnie oddziałują z płytą północnoamerykańską.
Co to oznacza dla nas?
Odkrycie pomaga wyjaśnić wiele zagadkowych zjawisk geologicznych obserwowanych globalnie. Porzucone fragmenty płyt tektonicznych, nietypowe wybuchy aktywności wulkanicznej czy skamieniałe mikro-płyty u wybrzeży Baja California mogą być rezultatem podobnych procesów segmentowego rozpadu. Suzanne Carbotte z Lamont-Doherty Earth Observatory podkreśla znaczenie tych badań:
Wcześniej nie mieliśmy tak jasnego obrazu tego procesu w działaniu. Te nowe odkrycia pomagają nam lepiej zrozumieć cykl życia płyt tektonicznych, które kształtują Ziemię
Dla mieszkańców regionu Północno-Zachodniego Pacyfiku odkrycie ma jednak ograniczone praktyczne znaczenie. Region Kaskadii nadal jest zdolny do generowania poważnych trzęsień ziemi i tsunami. Procesy rozpadu płyty, choć fascynujące z naukowego punktu widzenia, rozgrywają się w skali czasowej znacznie przekraczającej ludzkie życie. Badania finansowane przez National Science Foundation otwierają nowe możliwości w zrozumieniu dynamiki naszej planety. Po raz pierwszy naukowcy mogą obserwować w czasie rzeczywistym procesy, które wcześniej znali wyłącznie z teorii i pośrednich dowodów. Choć nie zmieni to drastycznie naszego podejścia do zagrożeń sejsmicznych w najbliższym czasie, to z pewnością pomoże w udoskonaleniu długoterminowych modeli geologicznych. To kolejny krok w powolnym, ale systematycznym poznawaniu mechanizmów rządzących naszą planetą.