Новые 3D-изображения никогда не дадут

17 августа 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

корректура

от GNS Science

Крупнейший разлом Аотеароа Новой Зеландии, зона субдукции Хикуранги (HSZ), находится там, где Тихоокеанская тектоническая плита ныряет на запад под Австралийскую плиту и под восточное побережье Северного острова.

В некоторых частях зоны субдукции приборы GPS показывают, что плиты медленно перемещаются на несколько миллиметров в год. Такое поведение называется «медленным скольжением» и происходит в течение нескольких недель или месяцев. Однако в других частях пластины склеены, сцеплены вместе и создают давление.

Понимая структурные факторы, которые создают более плавные зоны скольжения и застревания, ученые стремятся лучше диагностировать, какие области могут вызвать потенциальные будущие землетрясения и цунами. Поскольку Аотеароа является крупнейшим источником потенциальных землетрясений и цунами, очень важно иметь возможность понять HSZ в деталях с высоким разрешением.

В 2018 году группа исследователей из США, Японии, Великобритании и GNS Science использовала RV Marcus Langseth для записи многочисленных перекрывающихся линий «данных сейсмического отражения» гоночной трассы. Данные были собраны вместе с использованием донных сейсмографов океана и береговых сейсмометров в рамках исследования «NZ3D».

В результате международных совместных усилий, охватывающих три недавних громких публикации, первые впечатляющие 3D сейсмические изображения северной части окраины Хикуранги теперь документально подтвердили новые идеи для понимания структурных, стратиграфических и гидрогеологических характеристик HSZ.

Понимание этих качеств, особенно того, как они переносят жидкости, является ключом к пониманию условий, которые приводят к возникновению субдукционных землетрясений.

Данные сейсмических отражений обычно представляют собой то, как геофизики визуализируют земную кору. Для сбора этих данных специализированное судно, в данном случае научно-исследовательское судно «Маркус Лангсет», буксирует ряд отдельных источников звука, которые настраиваются и объединяются для излучения звуковой волны вниз, на морское дно. Эхо, отражающееся от слоев земли, регистрируется косой, буксируемой за судном, и чувствительными сейсмографами, расположенными на берегу и на морском дне.

Хотя сетка 2D-профилей достаточно хороша для определения основных структур границ плит, эти 3D-данные с высоким разрешением необходимы для визуализации деталей в зонах субдукции, чтобы улучшить понимание геометрии разломов и поведения скольжения. 3D-данные объединены в изображение компьютерной томографии зоны субдукции, которое показывает архитектуру и свойства границы между тектоническими плитами, которые могут способствовать изменчивости расположения сильных и сейсмогенных по сравнению со слабыми сегментами скольжения.

Трехмерные данные предоставляют новые ограничения на физические условия и свойства горных пород для компьютерного моделирования и прогнозов землетрясений и наводнений цунами, что в значительной степени помогает улучшить готовность к опасностям и реагирование на них.

В июне 2023 года в документе Nature Geoscience сообщается, как данные NZ3D фиксируют подводную гору (подводный вулкан), оказавшуюся в процессе погружения под мелководную часть окраины Хикуранги, и образующую на своем пути линзы отложений, которые, по-видимому, способствуют медленному скольжению.

Кроме того, в статье по геологии данные NZ3D показывают подробную карту интерфейса плиты более глубоких частей, которая показывает, что она имеет холмы и долины высотой в километр.

Новые данные NZ3D показывают, что интерфейс плит может сильно влиять на характер деформации края, включая локализацию как медленных, так и опасных землетрясений с быстрым сдвигом.

Совсем недавно в статье Science Advances был обнаружен ранее скрытый резервуар воды в слоях Тихоокеанской плиты, который был поглощен в процессе субдукции.