Nowe narzędzie, nowe możliwości
Naukowcy z Western University, Universidad Industrial de Santander w Kolumbii oraz United States Geological Survey sięgnęli po uczenie maszynowe, by przyjrzeć się historycznym danym na nowo. Jak przyznaje profesor Bing Li z Western University, gdyby uczestnicy projektu musieli działać w starym stylu, z kimś ręcznie sortującym i analizującym dane, byłoby to niewykonalne. Dzięki wykorzystaniu algorytmów udało się nie tylko przyspieszyć proces, ale też znacząco obniżyć koszty w porównaniu z tradycyjnymi metodami. Nowy katalog zawiera dokładnie 86 276 wstrząsów uwiecznionych w ciągu 14 lat, co radykalnie zmienia ludzkie wyobrażenie o aktywności sejsmicznej w jednym z najbardziej zapalnych wulkanicznych regionów świata.
Czytaj też: Tamy zmieniają położenie biegunów magnetycznych Ziemi. Efekt jest już widoczny w skali globalnej
Najciekawszy wniosek płynący z tych wieloletnich badań? Ponad połowa wszystkich wstrząsów w Yellowstone przybiera formę rojów sejsmicznych, czyli skupisk drobnych, powiązanych ze sobą zdarzeń, skupionych na niewielkim obszarze w krótkim czasie. Co więcej, aktywność wewnątrz i na zewnątrz kaldery wyraźnie się różni. W obrębie kaldery 64% rojów przemieszcza się ku górze, średnio o 1,4 km. Z kolei poza kalderą 67% rojów utrzymuje stałą głębokość, co pokazuje, iż zachodzi minimalna migracja. Szczególnie intrygujący okazał się rój spod tamtejszego jeziora z lipca 2021 roku. Przez około dwa tygodnie zarejestrowano tam 657 wstrząsów z charakterystyczną przerwą na głębokości 4-8 km. Było to dokładnie tam, gdzie znajduje się górny zbiornik krzemionkowej magmy. Taka obserwacja może być cenna, choć wciąż nie wiemy, jak dokładnie te zjawiska są ze sobą powiązane.
Płyny hydrotermalne: ukryty generator wstrząsów?
Badacze sugerują, że za powstawanie rojów odpowiadają skomplikowane procesy związane z płynami hydrotermalnymi. Jak wyjaśniają w swojej publikacji, roje te są kontrolowane przez wzajemne oddziaływanie wolno dyfundujących płynów i szybkich, epizodycznych iniekcji płynów, które mogą wynikać z pękania uszczelnień. Różnice w budowie geologicznej również mają znaczenie. Pod kalderą wstrząsy skupiają się wzdłuż mniej rozwiniętych, bardziej nieregularnych struktur uskokowych (o charakterze fraktalnym), podczas gdy poza jej obrębem dominują klasyczne uskoki.
Członkowie zespołu badawczego podkreślają, że wciąż nie wiadomo, w jaki sposób jedno trzęsienie ziemi wywołuje kolejne w roju. W rozwikłaniu tego typu zagadek ma pomóc nowy katalog aktywności sejsmicznej pod kalderą Yellowstone, które może być objęty metodami statystycznymi w celu identyfikacji nieznanych wcześniej rojów. W praktyce mogłoby to oznaczać dokładniejsze mapowanie sejsmiczności, co byłoby zbawienne z punktu widzenia bezpieczeństwa ludzkości. Poza tym mogłoby to pomagać w świadomym planowaniu zagospodarowania terenu czy rozwoju energii geotermalnej.
Czytaj też: Sensacyjne odkrycie na Antarktydzie Wschodniej. Ukryta sieć pradawnych struktur wpływa na los naszej planety
Im więcej wiemy, tym wyraźniej widzimy, jak skomplikowany jest superwulkan Yellowstone oraz związany z nim podpowierzchniowy system. Wykrycie dodatkowych dziesiątek tysięcy wstrząsów nie oznacza, że grozi nam natychmiastowa erupcja. Pocieszeniem jest w tym przypadku fakt, iż większość tych zdarzeń to mikrozdarzenia o sile poniżej 1 stopnia w skali Richtera. Mamy natomiast dowód na nieustanną, subtelną aktywność geologiczną zachodzącą pod naszymi stopami. Nowe dane to przede wszystkim lepszy punkt wyjścia do badań, które będą prowadzone w przyszłości. Naukowcy będą mieli dzięki temu możliwość zrozumienia mechanizmów rządzących ruchem płynów pod powierzchnią i ewolucją systemów hydrotermalnych.