«Это загадка, как происходят эти землетрясения. Как может скала так быстро скользить по скале, когда ее сдавливают 610 километров вышележащих скал?» сказал Торн Лэй, профессор наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Санта-Круз.Лэй является соавтором статьи, опубликованной в номере журнала Science от 20 сентября, в которой анализируются сейсмические волны от землетрясения в Охотском море.
Первый автор Линглинг Йе, аспирант, работавший с Лэем в Калифорнийском университете в Санта-Крус, провел сейсмический анализ, который показал, что это было самое большое глубокое землетрясение из когда-либо зарегистрированных, с сейсмическим моментом на 30 процентов больше, чем у следующего по величине землетрясения 1994 года. 637 километров под Боливией.Глубокие землетрясения происходят в переходной зоне между верхней и нижней мантией, на глубине от 400 до 700 километров ниже поверхности.
Они возникают в результате напряжения в глубокой погруженной плите, где одна плита земной коры погружается под другую плиту. Такие глубокие землетрясения обычно не вызывают достаточного количества тряски на поверхности, чтобы быть опасными, но с научной точки зрения они представляют большой интерес.
Энергия, выделяемая при землетрясении в Охотском море, вызвала колебания, зарегистрированные несколькими тысячами сейсмических станций по всему миру. Йе, Лэй и их соавторы определили, что оно высвободило в три раза больше энергии, чем землетрясение в Боливии 1994 года, что сопоставимо с взрывом в тротиловом эквиваленте мощностью 35 мегатонн. Площадь разрыва и скорость разрыва также были намного больше.
По словам Лэя, разрыв простирался примерно на 180 километров, что на сегодняшний день является самым длинным разрывом из всех зарегистрированных глубоких землетрясений. Он включал в себя сдвиговые разломы с быстрой скоростью разрыва около 4 километров в секунду (около 9000 миль в час), что больше похоже на обычное землетрясение у поверхности, чем на другие глубокие землетрясения. Разлом соскользнул на 10 метров при среднем скольжении около 2 метров.
«Это очень похоже на мелководье, в то время как землетрясение в Боливии разорвалось очень медленно и, по-видимому, было связано с разломом другого типа, с деформацией, а не с быстрым разрушением и соскальзыванием породы», — сказал Лэй.Исследователи объяснили резкие различия между этими двумя глубокими землетрясениями различиями в возрасте и температуре погруженной плиты. Субдуцированная Тихоокеанская плита под Охотским морем (расположенная между полуостровом Камчатка и материковой частью России) намного холоднее субдуцированной плиты, на которой произошло землетрясение в Боливии в 1994 году.«В случае с Боливией более теплая плита привела к более пластичному процессу с большей деформацией породы», — сказал Лэй.
Землетрясение в Охотском море могло быть связано с повторным разрывом в плите, образовавшимся, когда океаническая плита наклонилась в Курило-Камчатскую зону субдукции, когда она начала опускаться. Но точный механизм инициирования сдвигового разрушения под огромным ограничивающим давлением остается неясным. Присутствие жидкости может смазывать разлом, но все жидкости должны были быть выдавлены из плиты до того, как она достигнет этой глубины.
«Если разлом немного проскользнет, трение может расплавить породу, и это может дать жидкость, так что вы получите неуправляемый тепловой эффект. Но вам все равно нужно заставить его начать скользить», — сказал Лэй. «Некоторая трансформация минеральных форм может дать начальный толчок, но мы не можем напрямую это обнаружить.
Мы можем только сказать, что это очень похоже на неглубокое событие».