Dokładnie 21 grudnia 1954 roku region zatoki Humboldt doświadczył potężnych wstrząsów o magnitudzie 6,5. Przez niemal 70 lat naukowcy nie potrafili określić dokładnej przyczyny tego zdarzenia, które mimo swojej siły pozostawało geologiczną zagadką. Dopiero teraz, dzięki połączeniu tradycyjnych metod badawczych z nowoczesną technologią, udało się rozwikłać tę tajemnicę.
Jak wynika z badań opublikowanych w periodyku Bulletin of the Seismological Society of America, źródłem wstrząsów nie były, jak dotąd sądzono, typowe uskoki płyty Gorda. Prawdziwym sprawcą okazał się interfejs subdukcji Cascadia – ten sam megauskok, który w 1700 roku wywołał katastrofalne trzęsienie o magnitudzie 9,0.
Zespół Peggy Hellweg, emerytowanej sejsmolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, ustalił, że zdarzenie było trzęsieniem typu nasunięciowego występującym około 11 kilometrów pod wzgórzem Fickle Hill, na wschód od Arcata. To odkrycie radykalnie zmienia dotychczasowe rozumienie sejsmiczności tego regionu.
Czytaj także: Trzęsienia ziemi napędzają ukryte ekosystemy. Chińscy naukowcy obalają fundamentalną teorię biologii
Północne wybrzeże Kalifornii, gdzie znajduje się potrójne połączenie Mendocino, to miejsce spotkania trzech płyt tektonicznych: Pacyficznej, Gorda i Północnoamerykańskiej. Ten obszar uważany jest za najbardziej sejsmicznie zagrożony w kontynentalnych Stanach Zjednoczonych. Skomplikowana geologia oznacza, że nawet niewielkie ruchy płyt mogą nieść poważne konsekwencje, co doskonale ilustruje przykład z 1954 roku.
Strefa subdukcji Cascadia od dziesięcioleci intrygowała badaczy swoją niezwykłą ciszą sejsmiczną. W przeciwieństwie do innych stref subdukcji na świecie, gdzie regularnie występują mniejsze trzęsienia, Cascadia charakteryzowała się niemal całkowitym brakiem aktywności w erze instrumentalnej. To prowadziło do teorii o “zablokowanym” systemie, który pozostanie nieaktywny aż do kolejnego wielkiego trzęsienia. Odkrycie dotyczące zdarzenia z 1954 roku obala tę hipotezę, pokazując, że małe fragmenty megauskoku mogą pękać samodzielnie.
Historyczne trzęsienie Cascadia z 1700 roku pozostawiło trwałe ślady w krajobrazie, powodując zalanie lasów, obniżenie linii brzegowej o około 1,8 metra i generując tsunami, które dotarło aż do Japonii. Ślady tego kataklizmu widoczne są do dziś.
Równolegle z rozwiązaniem zagadki z 1954 roku, naukowcy z Caltech i Jet Propulsion Laboratory dokonali kolejnego przełomu, rozwiązując problem mechanizmu powstawania głębokich trzęsień ziemi występujących poniżej 60 kilometrów. Okazało się, że są one spowodowane niestabilnościami ścinającymi w skałach zawierających wodę, szczególnie w minerałach serpentynowych. W ekstremalnych warunkach głębokiego wnętrza Ziemi woda działa jak smar, umożliwiając gwałtowne ścinanie.
Czytaj także: Pęknięcie na 510 kilometrów przeraziło ekspertów. Dotychczasowe prognozy trzęsień ziemi są błędne
Oba odkrycia mają fundamentalne znaczenie dla sejsmologii i oceny zagrożeń. Łączą dziesięciolecia obserwacji z nowymi modelami fizycznymi, oferując lepsze zrozumienie mechaniki trzęsień. Badanie dotyczące zdarzenia z 1954 roku opierało się na detektywistycznej pracy obejmującej analizie archiwów, niepublikowanych danych z Berkeley, informacji z akcelerometrów oraz relacji naocznych świadków zebranych po 71 latach.
To pokazuje, jak kluczowe jest zachowywanie danych dla przyszłych pokoleń badaczy. Informacje, które dziś wydają się nieistotne, za kilkadziesiąt lat mogą okazać się kluczowe dla rozwiązania naukowych zagadek. Rozwiązanie 70-letniej tajemnicy otwiera nowy rozdział w rozumieniu strefy Cascadia, wskazując, że ten pozornie uśpiony system jest bardziej aktywny, niż sądzono, co ma istotne konsekwencje dla oceny ryzyka sejsmicznego w regionie.
Chociaż odkrycia te nie oznaczają, że potrafimy już precyzyjnie przewidywać trzęsienia ziemi, z pewnością przybliżają nas do lepszego zrozumienia mechanizmów nimi rządzących. W świecie sejsmologii każdy krok naprzód jest ważny, zwłaszcza gdy dotyczy tak potencjalnie niebezpiecznych regionów jak strefa Cascadia.