يوفر موقع كارليني في جزيرة الملك جورج قياسًا زلزاليًا بالقرب من المنطقة الزلزالية ومضيق فرانسفيلد. الائتمان: ميلتون بيرسي بلاسينسيا ليناريس
في المنطقة البعيدة ، تحدد مجموعة من الأنظمة الجيوفيزيائية سبب انتقال الصهارة تحت قاع المحيط.
تم العثور على البراكين أيضا قبالة سواحل القارة القطبية الجنوبية. تم تسجيل سلسلة من أكثر من 85000 زلزال في أعماق البحار البركانية Orca في عام 2020 ، وهي فترة طويلة من الخمول ، وزلزال هائل وصل إلى درجة لم يلاحظها أحد من قبل في هذه المنطقة. أظهرت دراسة أجراها فريق دولي نُشرت الآن في المجلة أن مثل هذه الأحداث يمكن دراستها ووصفها بتفصيل كبير ، حتى في مثل هذه المناطق النائية سيئة التجهيز. التفاعل بين الأرض والبيئة.
شارك باحثون من ألمانيا وإيطاليا وبولندا والولايات المتحدة في الدراسة ، التي قادها سيمون سيسكا من بوتسدام ، المركز الألماني لعلوم الأرض (GFZ). من خلال الجمع بين تقنيات الاستشعار الزلزالي والجيولوجي وتقنيات الاستشعار عن بعد ، كان من الممكن تحديد كيف تسبب الانتقال السريع للصهارة من وشاح الأرض بالقرب من حدود الوشاح القشري في حدوث زلزال جماعي.
بركان Orca بين أمريكا الجنوبية والقارة القطبية الجنوبية
تحدث الزلازل الجماعية بشكل رئيسي في المناطق البركانية. لذلك يُشتبه في أن حركة السوائل في القشرة الأرضية قد تكون هي السبب. جبل أوركا البحري هو بركان كبير مدرع تحت سطح البحر يبلغ ارتفاعه حوالي 900 متر فوق مستوى سطح البحر ويبلغ قطر قاعدته 11 كيلومترًا. تقع على مضيق فرانسفيلد ، وهي قناة بحرية بين شبه جزيرة أنتاركتيكا وجزر شيتلاند الجنوبية ، جنوب غرب الطرف الجنوبي للأرجنتين.
وصف المنطقة النشطة الزلزالية في القارة القطبية الجنوبية. الائتمان: سيسكا وآخرون. 2022 ؛ كوميون إيرث إيكو 3 ، 89 (2022) ؛ doi.org/10.1038/s43247-022-00418-5 (CC BY 4.0)
“في الماضي ، كانت الزلازل في المنطقة معتدلة. ومع ذلك ، في أغسطس 2020 ، بدأ زلزال عنيف هناك ، مما تسبب في أكثر من 85000 زلزال في نصف عام. يقول سيمون سيسكا ، العالم والمؤلف الرئيسي للدراسة المنشورة الآن. في نفس الوقت الذي تم فيه تسجيل الكتلة ، تم تسجيل إزاحة أرضية جانبية لأكثر من عشرة سنتيمترات وارتفاع طفيف بنحو سنتيمتر واحد في جزيرة الملك جورج المجاورة.
تحديات البحث في المناطق النائية
بحث سيسكا في هذه الأحداث مع زملائه من المعهد الوطني لعلوم المحيطات والجيوفيزياء التطبيقية – OGS وجامعة بولونيا (إيطاليا) ، والأكاديمية البولندية للعلوم ، وجامعة لايبزيغ في هانوفر ، ومركز الفضاء الألماني (DLR) وجامعة بودستام. كان التحدي يتمثل في وجود بعض الأدوات الزلزالية التقليدية في المنطقة النائية ، مثل محطتين للزلازل ومحطتين للنظام العالمي لسواتل الملاحة (محطات أرضية) ج.لوبيل نالنقل الجوي س.الأقمار الصناعية س.نظام قياس إزاحة الأرضية). لإعادة بناء التسلسل الزمني للاضطراب وتطوره وتحديد أسبابه ، قام الفريق بالإضافة إلى ذلك بتحليل البيانات من محطات الزلازل والبيانات من أقمار InSAR باستخدام قياس التداخل بالرادار لقياس النزوح الأرضي. خطوة مهمة هي نمذجة الأحداث بطرق جيوفيزيائية متعددة لتفسير البيانات بدقة.
إعادة بناء الأحداث الزلزالية
أرجأ الباحثون بدء الاضطرابات حتى 10 أغسطس 2020 ، ومددوا القائمة الزلزالية العالمية الأصلية لأكثر من 85000 زلزال مع 128 زلزالًا فقط. تم الإبلاغ عن مركز الزلزال أسفل قاع المحيط الهادئ ؛ ومع ذلك ، لم يتم إصدار تحذير من حدوث تسونامي. بحلول فبراير 2021 ، انخفض النشاط الزلزالي بشكل كبير.
يحدد العلماء اختراق الصهارة ، إزاحة الصهارة على نطاق واسع ، باعتباره السبب الرئيسي للزلازل الجماعية ، لأن العمليات الزلزالية وحدها لا يمكنها تفسير التآكل السطحي القوي الموجود في جزيرة الملك جورج. يمكن للقياس المستند إلى البيانات الجيولوجية أن يؤكد بشكل مستقل وجود تسلل للصهارة.
بدايةً من ظهوره ، تحرك الزلزال أولاً إلى الأعلى ثم بشكل جانبي: الزلازل العنقودية العميقة ، والتي تُفسَّر على أنها انعكاسات لانتشار الصهارة العمودية من الخزان في الوشاح العلوي أو الوشاح القشري ، بينما تمتد الزلازل السطحية القشرية حتى شمال شرق الجنوب. تنمو الصهارة الجانبية على قمة السد حتى يصل طولها إلى حوالي 20 كم.
وضرب زلزال بقوة 6.0 درجات المنطقة في منتصف نوفمبر تشرين الثاني. يمكن تفسير نهاية الكتلة بفقدان الضغط في سد الصهارة ، إلى جانب انزلاق خطأ كبير ، والذي قد يشير إلى وقت الثوران في محيط واحد ، ومع ذلك ، لم يتم تأكيد البيانات الأخرى بعد.
قدر العلماء أن حجم اختراق الصخور المنصهرة لفرانسفيلد هو 0.26-0.56 كيلومتر ، على غرار بيانات GNSS و InSAR. كما أنه يجعل هذا الفصل أكبر اضطراب صهاري لوحظ جيوفيزيائيًا في القارة القطبية الجنوبية.
خاتمة
يستنتج سيمون سيسكا: “تعكس دراستنا تحقيقًا جديدًا ناجحًا في الاضطرابات البركانية الزلزالية في جزء بعيد من الأرض ، حيث يتم استخدام الاستخدام المشترك لتقنيات الاستشعار عن بعد والجيولوجيا والزلزال لفهم العمليات الزلزالية ونقل الصهارة بشكل سيء. – هذا هي إحدى الحالات القليلة التي تُستخدم فيها الأدوات الجيوفيزيائية لمراقبة تغلغل الصهارة في القشرة السطحية من حدود الوشاح – يستغرق الانتقال السريع للصهارة من السطح إلى السطح بضعة أيام فقط “.
ملاحظة: سيمون سيسكا ، مونيكا سوغان ، لوكاس رودزينسكي ، بيتر نيمز ، سيمون بلانك ، جوزيبي دينز ، إلسيورا دينج ، إلسيورا دينج هيمان وثورستون توم ، 11 أبريل 2022 ، اتصالات الأرض والبيئة.
DOI: 10.1038 / s43247-022-00418-5