Землетрясение магнитудой 9,2 балла и последовавшее за ним цунами разрушили прибрежные районы Индийского океана, унеся жизни более 250 000 человек.Исследование землетрясения проводилось во время научной экспедиции по бурению океана в этот регион в 2016 году в рамках Международной программы изучения океана (IODP), возглавляемой учеными из Саутгемптонского университета и Горной школы Колорадо.Во время экспедиции на борту исследовательского судна JOIDES Resolution исследователи впервые взяли пробы отложений и горных пород океанической тектонической плиты, питающей зону субдукции Суматры.
Зона субдукции — это область, где сходятся две тектонические плиты Земли, одна скользящая под другой, вызывая крупнейшие землетрясения на Земле, многие из которых сопровождаются разрушительными цунами.Результаты исследования образцов отложений, обнаруженных намного ниже морского дна, теперь подробно описаны в новом документе, подготовленном доктором Андре Хуперсом из Центра наук о морской среде MARUM при Бременском университете и опубликованном в журнале Science.
Соруководитель экспедиции профессор Лиза Макнил из Саутгемптонского университета говорит: «Цунами 2004 года в Индийском океане было вызвано необычайно сильным землетрясением с обширной площадью разрыва. Мы хотели выяснить, что вызвало такое сильное землетрясение и цунами и что это может означать для других регионов с аналогичными геологическими свойствами ».Ученые сосредоточили свои исследования на процессе обезвоживания осадочных минералов глубоко под землей, который обычно происходит в зоне субдукции.
Считается, что этот процесс обезвоживания, на который влияют температура и состав отложений, обычно определяет местоположение и степень проскальзывания между плитами и, следовательно, силу землетрясения.На Суматре команда использовала последние достижения в океаническом бурении для извлечения проб из глубины 1,5 км ниже морского дна. Затем они провели измерения состава отложений, химических, термических и физических свойств и провели моделирование, чтобы вычислить, как отложения и горные породы будут вести себя после того, как они пройдут 250 км на восток в сторону зоны субдукции и будут погребены значительно глубже, достигнув более высоких температур. .Исследователи обнаружили, что отложения на дне океана, размытые с Гималайского горного хребта и Тибетского плато и перенесенные на тысячи километров реками по суше и океану, достаточно толстые, чтобы достичь высоких температур и довести процесс обезвоживания до завершения до завершения. осадки достигают зоны субдукции. Это создает необычно прочный материал, позволяющий землетрясению проскальзывать на поверхности разлома субдукции на меньшие глубины и на большую площадь разлома, вызывая исключительно сильное землетрясение, наблюдавшееся в 2004 году.
Д-р Андре Хуперс из Бременского университета говорит: «Наши результаты объясняют протяженность большой области разрыва, которая была характерна для землетрясения 2004 года, и предполагают, что другие зоны субдукции с более толстыми и более горячими осадками и породами также могут испытывать это явление. .«Это будет особенно важно для зон субдукции с ограниченными или отсутствующими историческими землетрясениями субдукции, где потенциальная опасность не очень хорошо известна. Землетрясения в зонах субдукции обычно имеют время повторения от нескольких сотен до тысячи лет.
Поэтому наши знания о предыдущих землетрясениях в некоторые зоны субдукции могут быть очень ограничены ».Подобные зоны субдукции существуют в Карибском бассейне (Малые Антильские острова), у берегов Ирана и Пакистана (Макран), а также у западных районов США и Канады (Каскадия).
Команда продолжит исследования образцов и данных, полученных в результате буровой экспедиции на Суматре, в течение следующих нескольких лет, включая лабораторные эксперименты и дальнейшее численное моделирование, и они будут использовать их результаты для оценки потенциальных будущих опасностей как на Суматре, так и на этих сопоставимых субдукциях. зоны.