Исследователи обнаружили море воды, заключенное в осадках и скалах затерянного вулканического плато, которое сейчас находится глубоко в земной коре. Как показало трехмерное сейсмическое изображение, вода находится в двух милях под дном океана у побережья Новой Зеландии, где она может ослаблять сильное землетрясение, обращенное к Северному острову страны.
Разлом известен тем, что вызывает медленные землетрясения, называемые событиями медленного скольжения. Они могут безвредно высвободить сдерживаемое тектоническое давление в течение нескольких дней и недель. Ученые хотят знать, почему при одних разломах они случаются чаще, чем при других.
Считается, что многие медленные землетрясения связаны с погребенной водой. Однако до сих пор не было прямых геологических доказательств существования такого большого водоема именно в этом конкретном новозеландском разломе.
«Мы пока не можем заглянуть достаточно глубоко, чтобы точно определить влияние разлома, но мы видим, что количество воды, которая стекает сюда, на самом деле намного выше, чем обычно», — сказал ведущий автор исследования Эндрю Гейс из Института геофизики Техасского университета (UTIG).
Исследование было опубликовано в журнале Science Advances и основано на сейсмических круизах и научном океанском бурении под руководством исследователей UTIG.
Гэйс, который сейчас работает научным сотрудником в Университете Западного Вашингтона, призывает к более глубокому бурению, чтобы определить, где заканчивается вода, чтобы исследователи могли определить, влияет ли она на давление вокруг разлома — важная информация, которая может привести к более точному пониманию крупных землетрясений, сказал он.
Место, где исследователи обнаружили воду, является частью обширной вулканической провинции, образовавшейся, когда шлейф лавы размером с Соединенные Штаты прорвался на поверхность Земли в Тихом океане 125 миллионов лет назад. Это событие было одним из крупнейших известных извержений вулканов на Земле и продолжалось несколько миллионов лет.
Гэйс использовал сейсмическое сканирование, чтобы построить трехмерную картину древнего вулканического плато, на котором он увидел толстые слоистые отложения, окружающие погребенные вулканы. Его сотрудники из UTIG провели лабораторные эксперименты с образцами керна вулканической породы и обнаружили, что вода составляет почти половину его объема.
«Обычная океанская кора, возрастом около 7 или 10 миллионов лет, должна содержать гораздо меньше воды», — сказал он. По данным сейсмического сканирования, океанская кора была в десять раз старше, но оставалась гораздо более влажной.
Гэйс предполагает, что мелководье, где происходили извержения, превратило некоторые вулканы в пористую, расколовшуюся породу, которая хранила воду, как водоносный горизонт, когда она была погребена. Со временем скала и ее обломки превратились в глину, удерживая в себе еще больше воды.
Это открытие важно, поскольку ученые считают, что давление подземных вод может быть ключевым фактором в создании условий, которые снимают тектоническое напряжение посредством медленных землетрясений. Обычно это происходит, когда богатые водой отложения погребены в разломе, удерживая воду под землей. Однако новозеландский разлом содержит мало этого типичного океанского осадка. Вместо этого исследователи полагают, что древние вулканы и преобразованные породы (ныне глины) несут вниз большие объемы воды, поглощаемые разломом.
Директор UTIG Демиан Саффер, соавтор исследования и соглавный научный сотрудник научной миссии по бурению, сказал, что результаты показывают, что другие землетрясения по всему миру могут оказаться в аналогичных ситуациях.
«Это действительно яркая иллюстрация взаимосвязи между жидкостями и стилем движения тектонических разломов, включая поведение при землетрясениях», — сказал он. «Это то, что мы выдвинули на основе лабораторных экспериментов и предсказали некоторые компьютерные модели, но существует очень мало полевых экспериментов, позволяющих проверить это в масштабе тектонической плиты».
