Noile cercetări asupra unei falii masive de tracțiune sugerează că următorul cutremur mare ar putea fi iminent

Cutremurele și tsunami-urile de amploare au afectat istoric regiunile de vest ale Statelor Unite și ale Canadei, iar acest impact este probabil să continue și în viitor.

În largul coastelor sudice ale Columbia Britanică, Washington, Oregon și nordul Californiei, există o bandă lungă de 600 de mile unde podeaua Oceanului Pacific se scufundă treptat spre est, sub America de Nord.

Această zonă, numită Zona de subducție Cascadia, găzduiește o ruptură masivă, care este locul în care plăcile tectonice se mișcă una împotriva celeilalte într-un mod foarte periculos. Plăcile se pot rupe periodic și pot acumula tensiuni pe suprafețe mari – doar pentru a se elibera în cele din urmă când se balansează în cele din urmă una împotriva celeilalte.

Rezultatul: cele mai mari cutremure din lume, care zguduie fundul mării și pământul, generând valuri de tsunami de 100 de picioare sau mai mult. O astfel de greșeală în largul Japoniei a provocat dezastrul nuclear de la Fukushima din 2011. Zone similare există în largul Alaska, Chile și Noua Zeelandă, printre alte locuri. În Cascadia, se crede că cutremurele mari apar la fiecare 500 de ani, dau sau iau puțin mai mult decât atât. Ultimul cutremur a avut loc în anul 1700.

Cercetările progresează în înțelegerea activității seismice

Oamenii de știință au lucrat mult timp pentru a înțelege infrastructura și mecanica subterană a Cascadiei, pentru a determina care locuri sunt cele mai vulnerabile la cutremure, cât de mari sunt aceste locuri și ce semne de avertizare ar putea produce. Nu există așa ceva ca să prezice un cutremur; Mai degrabă, oamenii de știință încearcă să prezică probabilitățile apariției mai multor scenarii, sperând să ajute autoritățile să elaboreze coduri de construcție și sisteme de avertizare pentru a minimiza daunele atunci când se întâmplă ceva.

Un studiu publicat recent promite să sporească considerabil aceste eforturi. O navă de cercetare care remorcă o serie de instrumente geofizice de ultimă generație de-a lungul aproape întregii zone a produs primul studiu cuprinzător al numeroaselor structuri complexe de sub fundul mării. Aceste structuri includ geometria plăcii oceanice subductive și a sedimentelor de deasupra, precum și compoziția plăcii nord-americane. Studiul a fost publicat recent într-un jurnal Progresul stiintific.

„Modelele utilizate în prezent de agențiile publice s-au bazat pe un set limitat de date vechi, de calitate scăzută, care datează din anii 1980”, a spus Susan Carbut, geofizician marin la Universitatea Harvard. Universitatea ColumbiaDr. John Lamont Doherty, directorul Observatorului Pământului de la Harvard, care a condus cercetarea, a declarat: „Forța de împingere masivă are o geometrie mai complexă decât se presupunea anterior. Studiul oferă un nou cadru pentru evaluarea pericolelor de cutremur și tsunami”.

Finanțate de Fundația Națională pentru Știință din SUA, datele au fost colectate în timpul unei croaziere de 41 de zile în 2021 de către nava de cercetare a lui Lamont, Marcus J. Langseth. Cercetătorii de la bordul navei au pătruns în fundul mării cu impulsuri sonore puternice și au citit ecourile, care au fost apoi transformate în imagini, similar modului în care medicii creează scanări interne ale corpului uman.

Noi perspective asupra subdiviziunii defectelor și a pericolelor de tsunami

Printre descoperirile lor cheie: Zona de falie megathrust nu este doar o structură continuă, ci este împărțită în cel puțin patru părți, fiecare parte oarecum izolată de mișcările celorlalte. Oamenii de știință au dezbătut de mult dacă evenimentele din trecut, inclusiv cutremurul din 1700, au rupt întreaga regiune sau doar o parte a acesteia – o întrebare cheie, deoarece cu cât ruptura durează mai mult, cu atât cutremurul este mai mare.

Datele arată că părțile sunt împărțite de elemente îngropate, inclusiv falii mari, unde părțile opuse alunecă una pe cealaltă perpendicular pe țărm. Acest lucru poate ajuta la prevenirea mișcării dintr-o parte din partea următoare. „Nu putem spune că acest lucru înseamnă cu siguranță că doar părțile individuale se vor rupe sau că întregul lucru se va rupe deodată”, a spus Harold Tobin, geofizician la Institutul de Tehnologie din Massachusetts. Universitatea din Washington „Dar acest lucru întărește dovezile de rupturi fragmentare.”

Imaginile indică și motivele acestei diviziuni: marginea solidă a plăcii continentale nord-americane este formată din multe tipuri diferite de roci, formate în momente diferite de-a lungul a zeci de milioane de ani, iar unele sunt mai dense decât altele. Această diversitate a rocilor continentale face ca placa oceanică, mai flexibilă, să se îndoaie și să se răsucească pentru a se adapta diferențelor de presiune deasupra acesteia. În unele locuri, secțiunile înclină la unghiuri relativ abrupte, iar în alte locuri la unghiuri mici.

Cercetătorii s-au concentrat pe o secțiune în special, care se întinde din sudul insulei Vancouver de-a lungul statului Washington și se termină aproximativ la granița cu Oregon. Topografia subterană a altor părți este relativ accidentată, cu caracteristici oceanice, cum ar fi falii și munți subducatori, frecându-se de placa superioară – caracteristici care pot eroda placa superioară și pot limita extinderea propagării oricărui cutremur în secțiune, limitând astfel magnitudinea cutremur. În schimb, secțiunea de la Vancouver la Washington este complet netedă. Aceasta înseamnă că este mai probabil să se rupă pe toată lungimea sa simultan, ceea ce o face cea mai periculoasă secțiune.

Cercetări în curs și implicațiile acesteia pentru integritatea regională

Tot în această parte, fundul mării se scufundă sub crusta continentală la un unghi relativ mic în comparație cu alte părți. În alte părți, cea mai mare parte a interfeței predispuse la cutremure dintre plăci se află în larg, dar aici studiul a constatat că unghiul de subducție mic înseamnă că probabil se extinde direct sub Peninsula Olimpică din Washington. Acest lucru poate amplifica orice tremur de pe pământ. „Este nevoie de mult studiu, dar pentru locuri precum Tacoma și Seattle, ar putea însemna diferența între alarmant și catastrofal”, a spus Tobin.

Cu finanțare de la US Geological Survey, un consorțiu de agenții de stat și federale și instituții academice a studiat datele de când au devenit disponibile pentru a le rezolva implicațiile.

În ceea ce privește amenințarea de tsunami, aceasta este „încă o lucrare în curs de desfășurare”, spune Kellin Wang, un om de știință de la Geological Survey of Canada, care nu a fost implicat în studiu. Grupul lui Wang folosește datele pentru a modela caracteristicile fundului mării din largul insulei Vancouver care ar putea genera tsunami. (În general, tsunami-urile apar atunci când fundul mării adânci se mișcă în sus sau în jos în timpul unui cutremur, trimițând un val la suprafață care își concentrează energia și câștigă înălțime pe măsură ce ajunge în apele de coastă puțin adânci.) Wang a spus că rezultatele sale vor merge către un alt grup care modelează în sine valurile tsunami-ului, iar apoi către un alt grup care analizează riscurile pe teren.

Cercetătorii spun că evaluările practice care pot avea impact asupra codurilor de construcție sau a altor aspecte ale pregătirii ar putea fi publicate încă de anul viitor. „Există mult mai multă complexitate aici decât sa dedus anterior”, a spus Carbot.

Referință: „Structură subdusă a plăcii și morfologie masivă de împingere din imagistica seismică profundă asociată cu segmentarea rupturii cutremurului în Cascadia” de Susan M. Carbot, Brian Boston, Shushu Han, Brandon Schock, Jeffrey Bisson, J. Pablo Canales, Harold Tobin, Nathan Miller, Mladen Nedimovic, Anna Treho, Michelle Li, Madeleine Lucas, Hanshao Jian, Danqi Jiang, Liam Moser, Chris Anderson și Darren Good , Jaime Fernandez, Chuck Campbell, Antara Goswami și Rajendra Jalawat, 7 iunie 2024, Progresul stiintific.
DOI: 10.1126/sciadv.adl3198

Studiul a fost finanțat de Fundația Națională pentru Știință din SUA.