Ένα από τα πιο επικίνδυνα μέρη της Γης;
Νεκρό δάσος δυτικού κόκκινου κέδρου που προεξέχει μέσα από ένα παλιρροϊκό έλος με υφάλμυρο νερό στον ποταμό Copalis στην ακτή της Ουάσιγκτον. Το δάσος «σκοτώθηκε» κατά τη διάρκεια ταχείας καθίζησης που συνόδευε τον πιο πρόσφατο σεισμό στη Ζώνη Καταβύθισης Κασκάδια.
Η Cascadia Subduction Zone, η ζώνη καταβύθισης πλακών Cascadia ένας από τους κορυφαίους κινδύνους της Γης. Γιγαντιαίοι σεισμοί και τσουνάμι έπληξαν τις δυτικές ΗΠΑ και τον Καναδά, και σχεδόν σίγουρα αυτό θα γίνει ξανά.
Μια νέα μελέτη δημιούργησε την πρώτη ολοκληρωμένη έρευνα των πολλών πολύπλοκων δομών κάτω από τον πυθμένα της θάλασσας στη Ζώνη Βύθισης Κασκάδια, στα ανοιχτά της Βρετανικής Κολομβίας, της Ουάσιγκτον, του Όρεγκον και της Καλιφόρνια. Παρέχει στους επιστήμονες βασικές γνώσεις για το πώς μπορεί να εξελιχθούν οι μελλοντικές καταστροφές.
Στις ακτές της νότιας Βρετανικής Κολομβίας, της Ουάσιγκτον, του Όρεγκον και της βόρειας Καλιφόρνια βρίσκεται μια λωρίδα μήκους 600 μιλίων όπου ο πυθμένας του Ειρηνικού Ωκεανού βυθίζεται αργά προς τα ανατολικά κάτω από τη Βόρεια Αμερική. Αυτή η περιοχή, που ονομάζεται Cascadia Subduction Zone, φιλοξενεί ένα τεράστιο ρήγμα megathrust, ένα μέρος όπου οι τεκτονικές πλάκες κινούνται μεταξύ τους με εξαιρετικά επικίνδυνο τρόπο. Οι πλάκες μπορούν περιοδικά να μπλοκάρουν και να δημιουργήσουν στρες σε μεγάλες περιοχές - τελικά να απελευθερωθούν δίνοντας μεγάλους σεισμούς.
Το αποτέλεσμα: οι μεγαλύτεροι σεισμοί του κόσμου, που τρέμουν τόσο τον βυθό όσο και τη στεριά, και δημιουργούν τσουνάμι ύψους 100 ποδιών ή περισσότερο. Ένα τέτοιο ρήγμα στην Ιαπωνία προκάλεσε την πυρηνική καταστροφή της Φουκουσίμα το 2011. Παρόμοιες ζώνες υπάρχουν εκτός της Αλάσκας, της Χιλής και της Νέας Ζηλανδίας, μεταξύ άλλων. Στο Cascadia, πιστεύεται ότι μεγάλοι σεισμοί γίνονται κάθε 500 χρόνια περίπου, δίνουν ή παίρνουν μερικές εκατοντάδες. Η τελευταία συνέβη το 1700.
Οι επιστήμονες εργάζονται εδώ και καιρό για να κατανοήσουν τις υπόγειες δομές και τη μηχανική της Ζώνης Καταβύθισης Cascadia, προκειμένου να οριοθετήσουν τα μέρη που είναι πιο ευαίσθητα στους σεισμούς, πόσο μεγάλοι μπορεί να είναι και ποια προειδοποιητικά σημάδια μπορεί να παράγουν. Δεν υπάρχει τέτοιο πράγμα όπως η πρόβλεψη ενός σεισμού. Αντίθετα, οι επιστήμονες προσπαθούν να προβλέψουν τις πιθανότητες πολλαπλών σεναρίων, ελπίζοντας να βοηθήσουν τις αρχές να σχεδιάσουν κτιριακούς κώδικες και συστήματα προειδοποίησης για να ελαχιστοποιήσουν τη ζημιά όταν θα συμβεί κάτι.
Μια πρόσφατα δημοσιευμένη μελέτη υπόσχεται να προωθήσει σημαντικά αυτήν την προσπάθεια. Ένα ερευνητικό σκάφος που ρυμουλκεί μια σειρά από τα πιο πρόσφατα γεωφυσικά όργανα κατά μήκος σχεδόν ολόκληρης της ζώνης δημιούργησε την πρώτη ολοκληρωμένη έρευνα των πολλών πολύπλοκων δομών κάτω από τον πυθμένα της θάλασσας. Αυτά περιλαμβάνουν τη γεωμετρία της κατηφορικής ωκεάνιας πλάκας και των υπερκείμενων ιζημάτων, και τη σύνθεση της κυρίαρχης πλάκας της Βόρειας Αμερικής. Η μελέτη δημοσιεύτηκε μόλις στο περιοδικό Science Advances.
«Τα μοντέλα που χρησιμοποιούνται σήμερα από δημόσιους φορείς βασίστηκαν σε ένα περιορισμένο σύνολο παλαιών, χαμηλής ποιότητας δεδομένων της εποχής του 1980», δήλωσε η Suzanne Carbotte, θαλάσσιος γεωφυσικός στο Παρατηρητήριο Γης Lamont-Doherty του Πανεπιστημίου Κολούμπια, που ηγήθηκε της έρευνας.«Το megathrust -μεγαθηρίο έχει μια πολύ πιο σύνθετη γεωμετρία από ό,τι υποτίθεται προηγουμένως. Η μελέτη παρέχει ένα νέο πλαίσιο για την αξιολόγηση της επικινδυνότητας σεισμών 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 στο πλοίο διείσδυσαν στον πυθμένα της θάλασσας με ισχυρούς ηχητικούς παλμούς και διάβασαν τις ηχώ, οι οποίες στη συνέχεια μετατράπηκαν σε εικόνες, κάπως παρόμοιες με το πώς οι γιατροί δημιουργούν εσωτερικές σαρώσεις του ανθρώπινου σώματος.
Ένα βασικό εύρημα: η ζώνη ρήγματος μεγαώθησης δεν είναι απλώς μια συνεχής δομή, αλλά χωρίζεται σε τουλάχιστον τέσσερα τμήματα, το καθένα ενδεχομένως κάπως μονωμένο έναντι των κινήσεων των άλλων. Οι επιστήμονες έχουν συζητήσει επί μακρόν εάν τα γεγονότα του παρελθόντος, συμπεριλαμβανομένου του σεισμού του 1700, διέρρηξαν ολόκληρη τη ζώνη ή μόνο μέρος της - ένα βασικό ερώτημα, γιατί όσο μεγαλύτερη είναι η ρήξη, τόσο μεγαλύτερος είναι ο σεισμός.
Τα δεδομένα δείχνουν ότι τα τμήματα διαιρούνται με θαμμένα χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένων των μεγάλων ρηγμάτων, όπου οι αντίθετες πλευρές γλιστρούν η μία ενάντια στην άλλη κάθετα προς την ακτή. Αυτό μπορεί να βοηθήσει στην προστασία από την κίνηση σε ένα τμήμα μεταφράζοντας στο επόμενο. «Δεν μπορούμε να πούμε ότι αυτό σίγουρα σημαίνει ότι μόνο μεμονωμένα τμήματα θα σπάσουν ή ότι σίγουρα το όλο πράγμα θα πάει αμέσως», δήλωσε ο Χάρολντ Τόμπιν, γεωφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον και συν-συγγραφέας της μελέτης. «Αλλά αυτό αναβαθμίζει τις ενδείξεις ότι υπάρχουν τμηματικές ρήξεις».
Οι εικόνες υποδηλώνουν επίσης τις αιτίες της κατάτμησης: το άκαμπτο άκρο της κυρίαρχης ηπειρωτικής πλάκας της Βόρειας Αμερικής αποτελείται από πολλά διαφορετικά είδη πετρωμάτων, που σχηματίστηκαν σε διαφορετικούς χρόνους για πολλές δεκάδες εκατομμύρια χρόνια, με μερικά να είναι πιο πυκνά από άλλα. Αυτή η ποικιλία στα ηπειρωτικά πετρώματα αναγκάζει την εισερχόμενη, πιο εύκαμπτη ωκεάνια πλάκα να κάμπτεται και να συστρέφεται για να αντιμετωπίσει τις διαφορές στην υπερκείμενη πίεση. Σε ορισμένα σημεία, τα τμήματα κατεβαίνουν σε σχετικά απότομες γωνίες, σε άλλα σε ρηχές.
Οι ερευνητές εξέτασαν συγκεκριμένα ένα τμήμα, το οποίο εκτείνεται από το νότιο νησί του Βανκούβερ παράλληλα με την πολιτεία της Ουάσιγκτον, και καταλήγει λίγο πολύ στα σύνορα του Όρεγκον. Η υπόγεια τοπογραφία άλλων τμημάτων είναι σχετικά τραχιά, με ωκεάνια χαρακτηριστικά όπως ρήγματα και υποβιβασμένα θαλάσσια όρη να τρίβονται στην επάνω πλάκα - χαρακτηριστικά που μπορεί να διαβρώσουν την άνω πλάκα και να περιορίσουν πόσο μακριά μπορεί να διαδοθεί οποιοσδήποτε σεισμός εντός του τμήματος, περιορίζοντας έτσι το μέγεθος του σεισμού . Αντίθετα, το νησί Βανκούβερ προς τα νότια παράλληλα με το τμήμα της Πολιτείας της Ουάσιγκτον είναι αρκετά ομαλό. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να είναι πιο πιθανό να σπάσει σε όλο το μήκος του ταυτόχρονα, καθιστώντας το δυνητικά το πιο επικίνδυνο τμήμα.
Επίσης σε αυτό το τμήμα, ο πυθμένας της θάλασσας υποχωρεί κάτω από τον ηπειρωτικό φλοιό σε ρηχή γωνία σε σχέση με τα άλλα τμήματα. Στα άλλα τμήματα, το μεγαλύτερο μέρος της σεισμών διεπαφής μεταξύ των πλακών βρίσκεται στην υπεράκτια, αλλά εδώ η μελέτη βρήκε ότι η ρηχή γωνία βύθισης σημαίνει ότι πιθανώς εκτείνεται απευθείας κάτω από την Ολυμπιακή Χερσόνησο της Ουάσιγκτον. Αυτό μπορεί να μεγεθύνει οποιαδήποτε δόνηση στη στεριά. «Απαιτεί πολύ περισσότερη μελέτη, αλλά για μέρη όπως η Τακόμα και το Σιάτλ, θα μπορούσε να σημαίνει τη διαφορά μεταξύ ανησυχητικού και καταστροφικού», είπε ο Τόμπιν.
Με χρηματοδότηση από το Γεωλογικό Ινστιτούτο των ΗΠΑ, μια κοινοπραξία κρατικών και ομοσπονδιακών υπηρεσιών και ακαδημαϊκών ιδρυμάτων έχει ήδη μελετήσει τα δεδομένα από τότε που κατέστησαν διαθέσιμα για την ταξινόμηση των συνεπειών.
Όσον αφορά τον κίνδυνο τσουνάμι, αυτό είναι «ακόμα ένα έργο σε εξέλιξη», δήλωσε ο Kelin Wang, ερευνητής στο Γεωλογικό Ινστιτούτο του Καναδά που δεν συμμετείχε στη μελέτη. Η ομάδα του Wang χρησιμοποιεί τα δεδομένα για να μοντελοποιήσει χαρακτηριστικά του θαλάσσιου πυθμένα στα ανοιχτά του νησιού Βανκούβερ που μπορεί να δημιουργήσουν τσουνάμι. (Γενικά, ένα τσουνάμι συμβαίνει όταν ο βαθύς πυθμένας 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 πιο ρηχά παράκτια νερά.) Ο Wang είπε ότι τα αποτελέσματά του θα πάνε σε μια άλλη ομάδα που μοντελοποιεί τα ίδια τα τσουνάμι και μετά από αυτό σε μια άλλη ομάδα που αναλύει τους κινδύνους στην ξηρά.
Οι πρακτικές εκτιμήσεις που θα μπορούσαν να επηρεάσουν τους οικοδομικούς κώδικες ή άλλες πτυχές ετοιμότητας μπορεί να δημοσιευθούν ήδη από το επόμενο έτος, λένε οι ερευνητές. «Υπάρχει πολύ μεγαλύτερη πολυπλοκότητα εδώ από ό,τι είχε προηγουμένως συναχθεί», είπε ο Carbotte.
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα sciencedaily.com
περισσότερα
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, Rajendra Gahlawat. Subducting plate structure and megathrust morphology from deep seismic imaging linked to earthquake rupture segmentation at Cascadia. Science Advances, 2024; 10 (23) DOI: 10.1126/sciadv.adl3198
https://www.chronline.com/stories/ghost-forest-in-grays-harbor-county-the-result-of-the-last-major-earthquake-of-the-cascadia,328539
https://open.oregonstate.education/earthquakes/chapter/cascadia-subduction-zone/
https://news.climate.columbia.edu/2024/06/08/cascadia-subduction-zone-one-of-earths-top-hazards-comes-into-sharper-focus/
.jpg)
