Σεισμοί και τσουνάμι μεγάλης κλίμακας έχουν επηρεάσει ιστορικά τις δυτικές περιοχές των ΗΠΑ και του Καναδά και είναι πιθανό να το κάνουν και στο μέλλον.
Στις νότιες ακτές της Βρετανικής Κολομβίας, της Ουάσινγκτον, του Όρεγκον και της βόρειας Καλιφόρνιας, υπάρχει μια λωρίδα μήκους 600 μιλίων όπου ο πυθμένας του Ειρηνικού Ωκεανού βυθίζεται σταδιακά προς τα ανατολικά κάτω από τη Βόρεια Αμερική.
Η περιοχή αυτή, που ονομάζεται Ζώνη Υποβύθισης Cascadia, φιλοξενεί ένα ρήγμα μεγαθραύσματος, ένα μέρος όπου οι τεκτονικές πλάκες κινούνται η μία εναντίον της άλλης με εξαιρετικά επικίνδυνο τρόπο. Οι πλάκες μπορούν περιοδικά να εγκλωβίζονται και να συσσωρεύουν τάσεις σε ευρείες περιοχές – για να απελευθερωθούν τελικά όταν τελικά κλονιστούν η μία εναντίον της άλλης.
Το αποτέλεσμα: οι μεγαλύτεροι σεισμοί στον κόσμο, που ταρακουνάνε τόσο τον βυθό όσο και την ξηρά και δημιουργούν τσουνάμι ύψους 100 μέτρων ή και περισσότερο. Ένα τέτοιο ρήγμα στα ανοικτά της Ιαπωνίας προκάλεσε την πυρηνική καταστροφή της Φουκουσίμα το 2011. Παρόμοιες ζώνες υπάρχουν, μεταξύ άλλων, στα ανοικτά της Αλάσκας, της Χιλής και της Νέας Ζηλανδίας. Στην Cascadia, οι μεγάλοι σεισμοί πιστεύεται ότι γίνονται περίπου κάθε 500 χρόνια, συν ή πλην μερικές εκατοντάδες. Ο τελευταίος σημειώθηκε το 1700.
Ερευνητικές εξελίξεις στην κατανόηση της σεισμικής δραστηριότητας
Οι επιστήμονες εργάζονται εδώ και καιρό για να κατανοήσουν τις υπόγειες δομές και τη μηχανική της ζώνης υποβύθισης Cascadia, προκειμένου να οριοθετήσουν τα μέρη που είναι πιο επιρρεπή σε σεισμούς, πόσο μεγάλοι μπορεί να είναι και ποια προειδοποιητικά σημάδια μπορεί να παράγουν. Δεν υπάρχει πρόβλεψη ενός σεισμού- μάλλον, οι επιστήμονες προσπαθούν να προβλέψουν τις πιθανότητες πολλαπλών σεναρίων, ελπίζοντας να βοηθήσουν τις αρχές να σχεδιάσουν οικοδομικούς κώδικες και συστήματα προειδοποίησης για να ελαχιστοποιήσουν τις ζημιές όταν συμβεί κάτι.
Μια πρόσφατα δημοσιευμένη μελέτη υπόσχεται να προωθήσει σημαντικά αυτή την προσπάθεια. Ένα ερευνητικό σκάφος που ρυμουλκούσε μια σειρά από τα πιο σύγχρονα γεωφυσικά όργανα κατά μήκος σχεδόν ολόκληρης της ζώνης παρήγαγε την πρώτη ολοκληρωμένη έρευνα των πολλών πολύπλοκων δομών κάτω από τον πυθμένα. Αυτές περιλαμβάνουν τη γεωμετρία της κατερχόμενης ωκεάνιας πλάκας και των υπερκείμενων ιζημάτων, καθώς και τη σύνθεση της υπερκείμενης βορειοαμερικανικής πλάκας. Η μελέτη δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Science Advances.
Μια σχηματική διατομή της ζώνης υποβύθισης Cascadia δείχνει την πλάκα του ωκεάνιου πυθμένα (ανοιχτό γκρι) που κινείται κάτω από την ηπειρωτική πλάκα της Βόρειας Αμερικής, μαζί με άλλα χαρακτηριστικά. Πηγή: Γεωλογική Υπηρεσία των ΗΠΑ
«Τα μοντέλα που χρησιμοποιούνται σήμερα από τις δημόσιες υπηρεσίες βασίστηκαν σε ένα περιορισμένο σύνολο παλαιών, χαμηλής ποιότητας δεδομένων της δεκαετίας του 1980», δήλωσε η Suzanne Carbotte, θαλάσσια γεωφυσικός στο Lamont-Doherty Earth Observatory του Πανεπιστημίου Κολούμπια, επικεφαλής της έρευνας. «Η μεγαθραύστης έχει πολύ πιο πολύπλοκη γεωμετρία από ό,τι είχε υποτεθεί προηγουμένως. Η μελέτη παρέχει ένα νέο πλαίσιο για την εκτίμηση της επικινδυνότητας από σεισμούς και τσουνάμι».
Με χρηματοδότηση από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ, τα δεδομένα συγκεντρώθηκαν κατά τη διάρκεια μιας κρουαζιέρας 41 ημερών το 2021 από το ερευνητικό σκάφος του Lamont, το Marcus G. Langseth. Οι ερευνητές που επέβαιναν στο πλοίο διείσδυσαν στον πυθμένα της θάλασσας με ισχυρούς ηχητικούς παλμούς και διάβασαν τις ηχώ, οι οποίες στη συνέχεια μετατράπηκαν σε εικόνες, κάπως παρόμοια με τον τρόπο με τον οποίο οι γιατροί δημιουργούν εσωτερικές σαρώσεις του ανθρώπινου σώματος.
Νέες γνώσεις σχετικά με την κατάτμηση σφαλμάτων και τους κινδύνους τσουνάμι
Μια βασική διαπίστωση: η ζώνη ρήγματος μεγαθραύσματος δεν είναι απλώς μια συνεχής δομή, αλλά χωρίζεται σε τουλάχιστον τέσσερα τμήματα, καθένα από τα οποία είναι δυνητικά κάπως απομονωμένο από τις κινήσεις των άλλων. Οι επιστήμονες συζητούσαν επί μακρόν αν τα προηγούμενα γεγονότα, συμπεριλαμβανομένου του σεισμού του 1700, διέσπασαν ολόκληρη τη ζώνη ή μόνο ένα τμήμα της – ένα βασικό ερώτημα, διότι όσο μεγαλύτερη είναι η διάρρηξη, τόσο μεγαλύτερος είναι ο σεισμός.
Τα δεδομένα δείχνουν ότι τα τμήματα χωρίζονται από θαμμένα χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένων μεγάλων ρηγμάτων, όπου οι αντίθετες πλευρές ολισθαίνουν η μία εναντίον της άλλης κάθετα στην ακτή. Αυτό θα μπορούσε να συμβάλει στην αποτροπή της μετατόπισης της κίνησης σε ένα τμήμα στο επόμενο. «Δεν μπορούμε να πούμε ότι αυτό σημαίνει σίγουρα ότι μόνο μεμονωμένα τμήματα θα σπάσουν ή ότι σίγουρα όλο το πράγμα θα σπάσει ταυτόχρονα», δήλωσε ο Harold Tobin, γεωφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον και συν-συγγραφέας της μελέτης. «Αλλά αυτό αναβαθμίζει τις ενδείξεις ότι υπάρχουν τμηματικά ρήγματα».
Υποθαλάσσιος χάρτης της ζώνης υποβύθισης Cascadia, που δείχνει το βάθος του ρήγματος μεταξύ της ανατολικά κινούμενης θέσης Juan de Fuca και της βορειοαμερικανικής πλάκας. Το κίτρινο/πορτοκαλί υποδεικνύει ρηχά βάθη- το πράσινο, βαθύτερα- το μπλε/μωβ βαθύτερο. Οι διαγώνιες μαύρες γραμμές δείχνουν κατά προσέγγιση τις διαιρέσεις μεταξύ των διαφόρων τμημάτων της ζώνης. Η κυματιστή κόκκινη γραμμή στα δεξιά υποδεικνύει το προς τη θάλασσα άκρο των άκαμπτων ηπειρωτικών πετρωμάτων που προφανώς προκαλούν το σπάσιμο της ζώνης σε αυτά τα τμήματα. Πηγή: Τροποποίηση από Carbotte et al., Science Advances, 2024
Οι εικόνες υποδηλώνουν επίσης τις αιτίες του κατακερματισμού: το άκαμπτο άκρο της υπερκείμενης ηπειρωτικής πλάκας της Βόρειας Αμερικής αποτελείται από πολλά διαφορετικά είδη πετρωμάτων, που σχηματίστηκαν σε διαφορετικούς χρόνους κατά τη διάρκεια πολλών δεκάδων εκατομμυρίων ετών, με ορισμένα να είναι πυκνότερα από άλλα. Αυτή η ποικιλία στα ηπειρωτικά πετρώματα αναγκάζει την εισερχόμενη, πιο εύκαμπτη ωκεάνια πλάκα να λυγίζει και να συστρέφεται για να προσαρμόζεται στις διαφορές της υπερκείμενης πίεσης. Σε ορισμένα σημεία, τα τμήματα κατεβαίνουν με σχετικά απότομες γωνίες, ενώ σε άλλα με ρηχές γωνίες.
Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν σε ένα συγκεκριμένο τμήμα, το οποίο εκτείνεται από το νότιο νησί Βανκούβερ κατά μήκος της πολιτείας Ουάσινγκτον, καταλήγοντας λίγο πολύ στα σύνορα του Όρεγκον. Η υπόγεια τοπογραφία άλλων τμημάτων είναι σχετικά τραχιά, με ωκεάνια χαρακτηριστικά όπως ρήγματα και υποβυθιζόμενα υποβρύχια βουνά που τρίβονται πάνω στην ανώτερη πλάκα – χαρακτηριστικά που θα μπορούσαν να διαβρώσουν την ανώτερη πλάκα και να περιορίσουν το πόσο μακριά μπορεί να διαδοθεί οποιοσδήποτε σεισμός μέσα στο τμήμα, περιορίζοντας έτσι το μέγεθος του σεισμού. Αντίθετα, το τμήμα Βανκούβερ-Ουάσινγκτον είναι αρκετά ομαλό. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να είναι πιο πιθανό να διαρραγεί σε όλο του το μήκος ταυτόχρονα, καθιστώντας το δυνητικά το πιο επικίνδυνο τμήμα.
Συνεχιζόμενη έρευνα και επιπτώσεις για την περιφερειακή ασφάλεια
Επίσης, σε αυτό το τμήμα, ο θαλάσσιος πυθμένας βυθίζεται κάτω από τον ηπειρωτικό φλοιό σε μικρή γωνία σε σχέση με τα άλλα τμήματα. Στα άλλα τμήματα, το μεγαλύτερο μέρος της σεισμογενής διεπιφάνειας μεταξύ των πλακών βρίσκεται στα ανοικτά, αλλά εδώ η μελέτη διαπίστωσε ότι η ρηχή γωνία υποβύθισης σημαίνει ότι πιθανώς εκτείνεται απευθείας κάτω από την Ολυμπιακή Χερσόνησο της Ουάσινγκτον. Αυτό θα μπορούσε να μεγεθύνει οποιαδήποτε δόνηση στην ξηρά. «Απαιτεί πολύ περισσότερη μελέτη, αλλά για μέρη όπως η Τακόμα και το Σιάτλ, θα μπορούσε να σημαίνει τη διαφορά μεταξύ ανησυχητικής και καταστροφικής κατάστασης», δήλωσε ο Tobin.
Με χρηματοδότηση από το Γεωλογικό Ινστιτούτο των ΗΠΑ, μια κοινοπραξία πολιτειακών και ομοσπονδιακών υπηρεσιών και ακαδημαϊκών ιδρυμάτων έχει ήδη μελετήσει τα δεδομένα από τότε που έγιναν διαθέσιμα για να ταξινομήσει τις επιπτώσεις.
Όσον αφορά τον κίνδυνο τσουνάμι, αυτό είναι «ακόμα σε εξέλιξη», δήλωσε ο Kelin Wang, ερευνητής στο Γεωλογικό Ινστιτούτο του Καναδά, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. Η ομάδα του Γουάνγκ χρησιμοποιεί τα δεδομένα για να μοντελοποιήσει χαρακτηριστικά του βυθού στα ανοικτά του νησιού Βανκούβερ που μπορεί να δημιουργήσουν τσουνάμι. (Γενικά, ένα τσουνάμι εμφανίζεται όταν ο βαθύς βυθός κινείται προς τα πάνω ή προς τα κάτω κατά τη διάρκεια ενός σεισμού, στέλνοντας ένα κύμα στην επιφάνεια που συγκεντρώνει την ενέργειά του και συγκεντρώνει ύψος καθώς φτάνει σε ρηχότερα παράκτια ύδατα). Ο Wang δήλωσε ότι τα αποτελέσματά του θα πάνε σε μια άλλη ομάδα που μοντελοποιεί τα ίδια τα τσουνάμι, και στη συνέχεια σε μια άλλη ομάδα που αναλύει τους κινδύνους στην ξηρά.
Πρακτικές εκτιμήσεις που θα μπορούσαν να επηρεάσουν τους οικοδομικούς κώδικες ή άλλες πτυχές της ετοιμότητας μπορεί να δημοσιευθούν ήδη από το επόμενο έτος, λένε οι ερευνητές. «Υπάρχει πολύ μεγαλύτερη πολυπλοκότητα εδώ απ’ ό,τι είχε συναχθεί προηγουμένως», δήλωσε ο Carbotte.
Παραπομπή: Ο κ: «Subducting plate structure and megathrust morphology from deep seismic imaging linked to earthquake rupture segmentation at Cascadia» των Suzanne M. Carbotte, Brian Boston, Shuoshuo Han, Brandon Shuck, Jeffrey Beeson, J. Pablo Canales, Harold Tobin, Nathan Miller, Mladen Nedimovic, Anne Tréhu, Michelle Lee, Madelaine Lucas, Hanchao Jian, Danqi Jiang, Liam Moser, Chris Anderson, Darren Judd, Jaime Fernandez, Chuck Campbell, Antara Goswami και Rajendra Gahlawat, 7 Ιουνίου 2024, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.adl3198
Η μελέτη χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ.
scitechdaily.com
Επιλεξτε να γινετε οι πρωτοι που θα εχετε προσβαση στην Πληροφορια του Stranger Voice
Greek