Каменные образования в пещере Доннехью и другие подобные им в местных пещерах могут помочь ученым лучше понять историю древних сейсмических событий в системе разломов долины Уобаш на Среднем Западе Соединенных Штатов, сказал Сэмюэл Панно, геологический университет штата Иллинойс и Иллинойс. Исследователь опроса.Однако сталагмиты также содержат следы прошлых климатических явлений, таких как ледниковые наводнения, и исследование BSSA, проведенное Панно и его коллегами, демонстрирует важность устранения климатических и сейсмических воздействий на рост сталагмитов.
Сталагмиты растут на дне пещер из-за накопления минералов, которые осаждаются из насыщенных минералами вод, капающих с потолка пещеры. Во время этого процесса таким же образом растут сталактиты от маленьких до больших, которые висят как сосульки на потолке пещеры. Землетрясения могут оставить свой след на сталагмитах, сдвинув землю таким образом, что изменит поток капель, питающих сталагмит — например, закрыв трещину, через которую текла капля, или сбив сталактит, питавший сталагмит.«Затем, когда вы берете сталагмит, разрезаете его на длинную середину и открываете, как книгу, — объяснил Панно, — вы можете увидеть эти сдвиги в оси его роста».
Используя различные методы датирования для определения возраста сталагмита и любых окружающих отложений, ученые могут затем точно определить время этих сдвигов роста и сравнить их с временем известных землетрясений в районе.Среди четырех сталагмитов Доннехью, участвовавших в исследовании, группа исследователей обнаружила пару сталагмитов-близнецов, которые перестали расти примерно через 100000 лет до н.э. а затем возобновил рост примерно через 6000 лет до н.э., перекрываясь по времени с землетрясением магнитудой от 7,1 до 7,3 в этом районе.
Другой более молодой сталагмит начал выращивать около 1800 года до н.э. — совпадающее с землетрясением магнитудой 6,2 — и в дальнейшем показало сдвиги в своей оси роста, которые перекрываются с другими сейсмическими событиями в близлежащей сейсмической зоне Ново-Мадрид.Эти более старые землетрясения известны из других исследований сотрясения почвы, вызванного землетрясениями, называемого палеоупжижением в древних отложениях.
Но сейсмические признаки, содержащиеся в сталагмитах, потенциально могут расширить свидетельства этих исторических и доисторических землетрясений, сказал Панно.«Большинство свидетельств палеоземлетрясений исходит от особенностей разжижения, которые довольно легко датировать», — отметил он. «Проблема в том, что вы делаете это в отложениях, возраст которых обычно составляет от нескольких сотен до 20 000 лет, поэтому, чтобы выйти за рамки этого, чтобы получить все более старые и более старые признаки землетрясений, мы решили заглянуть в пещеры».
На рост сталагмитов также может повлиять изменение климата, будь то высыхание источника капель или затопление, которое может заблокировать проходы капель, или подавление или смещение растущих сталагмитов. Панно и его коллеги отмечают, что большинство сталагмитов, исследованных в исследовании BSSA, пострадали от климатических явлений.Например, некоторые сталагмиты демонстрируют сдвиги в моделях роста, которые совпадают с известными эпизодами наводнений в результате таяния ледникового льда, а другие содержат тонкие слои ила, отложившиеся в результате этих наводнений. «Мы узнаем, что вы должны быть очень осторожны, когда пробуете эти вещи, потому что пещеры в южной Индиане, например, имели тенденцию к затоплению во время плейстоцена», — сказал Панно. «Это наводнение может сдвинуть сталагмит или сбить с ног питающий его сталактит и изменить место его капель».
Панно работает с сейсмологом Геологической службы США Джоном Тинсли над другими пещерами на Среднем Западе США, включая известную туристическую достопримечательность Индианы Маренго, чтобы найти другие сталагмиты, а также связанные с ними упавшие сталактиты, которые могут иметь признаки сейсмической истории. Они надеются, что будущие исследования предоставят более веские доказательства того, как эти образования могут хранить информацию о времени, силе и происхождении прошлых землетрясений.