قد يؤثر جزء من الصخور تحت الأرض بحجم الجبل في مسارات الزلازل الكبيرة في جنوب اليابان.
الصخور النارية الكثيفة ، المعروفة باسم بلوتون كومانو ، كامنة على بعد حوالي 3.1 ميل (5 كيلومترات) تحت السطح تحت شبه جزيرة كي اليابانية. يقع في قشرة الصفيحة الأوروبية الآسيوية القارية. تحت هذه اللوح من القشرة القارية ، تقوم الصفيحة الفلبينية المحيطية بالغطس نحو وشاح الأرض ، وهي عملية تسمى الانغماس. يقترح بحث جديد أن البلوتون الثقيل داخل الصفيحة الأوراسية يغير منحدر ذلك الغوص ، مما يجبر الصفيحة الفلبينية على الانحدار بشكل أكثر حدة.
يقع بلوتون أيضًا بالقرب من بؤري زلزالين كبيرين في الأربعينيات من القرن الماضي ، كل منها سافر في اتجاهين متعاكسين ولم يتمزق خلال البلوتون نفسه.
قال المؤلف المشارك للدراسة دان باسيت ، عالم الجيوفيزياء البحرية في GNS Science النيوزيلندي ، Earth :"في النهاية ، لا نعرف حقًا سبب عدم تداخل هذه الزلازل في منطقة البلوتون". خدمة البحث العلمي. "يبدو أنه يلعب دورًا رئيسيًا حقًا في القضاء على هذه الزلازل ومنعها من الانضمام." (نقطة نواة الزلزال هي المكان الذي يبدأ فيه تمزق القشرة.)
على الرغم من أن البلوتون يقع بالقرب من السطح نسبيًا ، إلا أنه قد يكون له تأثير كبير على كيفية انتقال الماء من محيطات الأرض إلى وشاحها. انحدار الصفيحة الفلبينية المحيطية هو ضعف الانحدار تحت ضغط البلوتون. يبدو أن هذا يتسبب في حدوث المزيد من الكسور في الصفيحة المندرجة ، مما يسمح لها بنقل المزيد من مياه البحر إلى أسفل نحو القشرة العميقة والوشاح. ثم يقود الماء في الوشاح أشياء مثل الانفجارات البركانية .
كيف تنكسر القشرة
لوحة الفلبين يطحن تحت الصفيحة الأوراسية قبالة سواحل اليابان بمعدل 1.78 بوصة (4.5 سم) في السنة. هذه العملية ، التي تسمى الاندساس ، تسبب الزلازل والبراكين. يستخدم العلماء أجهزة مراقبة الزلازل لمحاولة فهم الهياكل الجيولوجية داخل مناطق الاندساس ، ولكن هذا غالبًا ما يكون سجلاً متقطعًا ، خاصة في الخنادق البحرية حيث لا يكون وضع المعدات أمرًا سهلاً.
ومع ذلك ، فإن ساحل اليابان هو أحد أفضل الأماكن التي تتم مراقبتها في العالم ، من حيث الزلازل. قامت الوكالة اليابانية لعلوم وتكنولوجيا الأرض البحرية (JAMSTEC) بتغطية منطقة Nankai Trough بأجهزة مراقبة قاع البحر ، كما قام علماء الزلازل اليابانيون بتجميع المجموعة الأكثر كثافة من مقاييس الزلازل البئر - معدات مراقبة الزلازل المدفونة في أعماق القشرة لتقليل الاضطراب الناتج عن عدم اهتزازات الزلازل - على الكوكب.
قال باسيت لـ Live Science:"لقد أدركنا أن لدينا مجموعة البيانات العملاقة هذه ، والتي تضخمت لمدة عقدين وكانت فريدة حقًا من حيث أنها ستمكننا من إنتاج نموذج ثلاثي الأبعاد عالي الدقة بالفعل لمنطقة الاندساس بأكملها". .
لم يكتشف الفريق بلوتون كومانو ، المعروف منذ حوالي عام 2006 ، لكنهم حصلوا على أوضح صورة على الإطلاق لكيفية تأثير هذا الهيكل على منطقة الاندساس. ما وجدوه كان مفاجأة:تركز معظم الأبحاث حول مناطق الاندساس على هيكل الصفيحة التي تغوص تحت السطح ، لكنها لا تنظر إلى الصفيحة الموجودة فوقها. تشير النتائج الجديدة إلى أن لوح القشرة الموجود فوق الصفيحة المندرجة قد يكون أكثر أهمية مما قد يدركه أي شخص.
قال ويندي بوهون ، الجيولوجي في معاهد البحوث إنكوربوريتد لـ علم الزلازل (IRIS) ، الذي لم يشارك في الدراسة.
النتائج المنشورة في مجلة Nature Geoscience (يفتح في علامة تبويب جديدة) في 3 فبراير ، أثار أسئلة جديدة حول دور البلوتون في الزلازل. في عام 1944 ، بدأ زلزال بقوة 8.1 درجة على حافة بلوتون وهز الأرض باتجاه الشمال الشرقي. بعد ذلك بعامين ، بدأ زلزال بقوة 8.6 درجة على مقياس ريختر بالقرب من مركز الزلزال الأول لكنه تمزق في الاتجاه الجنوبي الغربي.
وقال بوهون "لديك هذه النقاط على طول الصدوع التي تشبه البقع الوعرة الصغيرة أو ، في هذه الحالة ، مناطق وعرة كبيرة ويمكنها منع الزلزال من الانزلاق" ، في إشارة إلى الهياكل مثل كومانو بلوتون. "يمكن أن تكون بمثابة نقاط التنوي ، أو الأماكن التي تبدأ فيها الزلازل ، أو يمكن أن تكون بمثابة دعامة ، في الأماكن التي يمكن أن يتوقف فيها الزلزال."
ذات صلة: زلزال اليابان وتسونامي:حقائق ومعلومات
قال باسيت إنه ليس من الواضح سبب تأثير البلوتون. قد تكون الصخور البركانية الكثيفة تمارس ضغطًا شديدًا على الصفيحة المندسة لدرجة أنها تقاوم نوع التمزق الدراماتيكي اللازم لمواصلة الزلزال. أو قد يكون ذلك بسبب الطريقة التي يغير بها البلوتون شكل الصفيحة المندمجة الموجودة تحته. في منطقة البلوتون ، تضاعف صفيحة الانحدار شدة انحدارها عند هبوطها. هذا يعني أن هذه القشرة المحيطية تتساقط عميقة جدًا وسريعة جدًا. تحدث الزلازل بسهولة أكبر في الأعماق الضحلة حيث تكون القشرة باردة وهشة ، لذا فإن الانحدار السريع قد يحد من مساحة القشرة القادرة على إحداث زلزال.
نقل المياه
يكون للمسار الهبوطي الحاد للوحة الانغماس الذي فرضه بلوتون كومانو تأثير أوضح على الطريقة التي يتحرك بها الماء عبر منطقة الاندساس. قالت دونا شيلنجتون ، عالمة الأرض في جامعة شمال أريزونا ، والتي لم تشارك في البحث ولكنها شاركت في البحث ، إن دورة المياه هذه ليست مرتبطة بشكل مباشر بالزلازل في المنطقة ، ولكنها مهمة لتكوين الصهارة وعمليات الوشاح على نطاق واسع. كتب مقالة مصاحبة عن News &Views حول النتائج (يفتح في علامة تبويب جديدة).
بالنسبة لهذه العمليات ، يبدو أن البلوتون مهم للغاية ، كما قال شيلنجتون لـ Live Science. يبدو أن الهيكل الضخم يخلق الضغط الذي يجبر لوحة الاندفاع على الانحدار. يؤدي هذا الانحدار الحاد إلى إجبار صفيحة الانحدار على الالتواء والتصدع ، مما يؤدي إلى حدوث تصدعات يمكن لمياه البحر أن تتسرب إليها. يؤثر مسار الغوص أيضًا على مكان وصول المياه والمعادن التي يمكن أن تتفاعل معها كيميائيًا. ووجد الباحثون أن الموجات الزلزالية في هذه المنطقة تتباطأ بشكل كبير ، مما يشير إلى وجود منطقة غنية بالمياه المعدنية السربنتين.
"هذه المعادن مستقرة حتى في مكان ما في الملعب من 400-600 درجة مئوية [472 درجة إلى 1112 درجة فهرنهايت ] ، لذلك يجب أن يتم حملها إلى أسفل قبل أن تسخن تلك اللوحة بدرجة كافية لإطلاق تلك المياه ، "لذلك من المحتمل أن يكون لذلك تأثير أعمق."
كما هو الحال في الزلازل ، ركز علماء الجيولوجيا بشكل أكبر على الصفيحة المندرجة عند محاولتهم فهم دورة المياه في أعماق الأرض ، على حد قول شيلنجتون. تشير الدراسة الجديدة إلى أن اللوحة العليا مهمة أيضًا.
قالت "إذا أردنا فهم هذا الماء في الطبق ، فلدينا الآن متغير آخر نحتاج إلى التفكير فيه".
يخطط فريق البحث الآن لبناء نماذج ثلاثية الأبعاد لمنطقة الاندساس في شمال شرق اليابان حيث زلزال توهوكو 2011 نشأت ومنطقة الاندساس هيكورانجي قبالة الجزيرة الشمالية لنيوزيلندا. قال باسيت إن هذه يجب أن تكون جاهزة في غضون عام أو عامين.
قال "القدرة على مقارنة النماذج ثلاثية الأبعاد عالية الدقة لهياكل الأرض عبر مناطق الاندساس الثلاث يجب أن تمكننا من التفكير بعناية أكبر قليلاً حول كيفية تأثير بنية مناطق الاندساس على سلوك الزلازل".
