Δεν συμπεριφέρονται όλα τα σεισμικά ρήγματα με τον ίδιο τρόπο
Ένας χάρτης των Αλεούτιων νησιών της νοτιοδυτικής Αλάσκας δείχνει μεγάλους σεισμούς και το κενό χωρίς μεγάλους σεισμούς.Μεγάλοι σεισμοί ήταν συνηθισμένοι κατά μήκος της ζώνης καταβύθισης Αλάσκας-Αλεούτιων, εκτός από το χάσμα Σουμαγκίν. Από Yinchu Li.
Ένα ήσυχο ρήγμα της Αλάσκας δεν έχει τα ρευστά που περίμεναν οι επιστήμονες - και αυτό αλλάζει όσα γνωρίζουμε για τις σεισμικές ζώνες.
Δεν συμπεριφέρονται όλα τα σεισμικά ρήγματα με τον ίδιο τρόπο. Κάποια κολλάνε και σπάνε , προκαλώντας σεισμούς. Άλλα κινούνται αργά με την πάροδο του χρόνου.
Για χρόνια, η κύρια εξήγηση για τα αργά κινούμενα ρήγματα ήταν ότι τα υγρά υψηλής πίεσης κατά μήκος του ρήγματος το λιπαίνουν, επιτρέποντας στις πλάκες να ολισθαίνουν σταθερά αντί να συσσωρεύουν τάση μέχρι να απελευθερωθεί τελικά αυτή η τάση σε έναν μεγάλο, καταστροφικό σεισμό.
Αλλά σε μια νέα μελέτη του χάσματος Shumagin , ενός ήσυχου τμήματος της ζώνης υποβύθισης Αλάσκας-Αλεούτιων νησιών - της περιοχής όπου μια τεκτονική πλάκα βυθίζεται κάτω από μια άλλη - οι συνάδελφοί μου και εγώ διαπιστώσαμε ότι το ρήγμα δεν περιέχει αρκετό υγρό για να εξηγήσει γιατί ολισθαίνει αργά. Οι επιστήμονες ίσως χρειαστεί να επανεξετάσουν αυτήν την υπόθεση σχετικά με τις ζώνες καταβύθισης σε όλο τον κόσμο.
Η διερεύνηση του γιατί τα ρήγματα σέρνονται έχει σημασία για τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες κατασκευάζουν μοντέλα των ισχυρότερων σεισμικών ζωνών στον κόσμο, ώστε να αξιολογούν τους μακροπρόθεσμους κινδύνους από σεισμούς και τσουνάμι , από την Αλάσκα μέχρι την Ιαπωνία και τον Βορειοδυτικό Ειρηνικό. Η γνώση του πώς είναι πιθανό να συμπεριφερθούν οι σεισμοί είναι απαραίτητη για να βοηθηθούν οι κοινότητες να αποφασίσουν πού και πώς θα κατασκευάσουν σπίτια και άλλες υποδομές, ώστε να μπορούν να αντέξουν έναν σεισμό και ένα τσουνάμι.
Ένας τοπογραφικός χάρτης δείχνει το χάσμα Shumagin μεταξύ δύο σημείων όπου σημειώθηκαν πρόσφατα μεγάλοι σεισμοί. Στη ζώνη καταβύθισης Αλάσκας-Αλεούτιων νησιών επισημαίνει το χάσμα Shumagin. Ο σεισμός μεγέθους 7,8 βαθμών το 2020 σημειώθηκε στην ενδοχώρα, ενώ σεισμοί μεγέθους 8,2 βαθμών το 2021 έπληξαν την περιοχή. Άλλοι μεγάλοι σεισμοί εμφανίζονται από το 1938, το 1946 και το 1964. Yinchu Li, et al., 2026
Πώς συμβαίνουν οι σεισμοί κατά μήκος των ρηγμάτων
Ένα σεισμικό ρήγμα είναι ένα ρήγμα στο εξωτερικό στρώμα βράχου της Γης όπου δύο ογκόλιθοι γλιστρούν το ένα δίπλα στο άλλο. Ο τρόπος με τον οποίο γλιστρούν καθορίζει το είδος της δόνησης, εάν υπάρχει, που φτάνει στην επιφάνεια.
Ορισμένα ρήγματα είναι «κλειδωμένα ». Δεν μετακινούνται μέχρι η τάση να φτάσει σε σημείο θραύσης, και στη συνέχεια την απελευθερώνουν μονομιάς σε μια ξαφνική ρήξη. Αυτό συμβαίνει κατά τη διάρκεια των περισσότερων καταστροφικών σεισμών. Άλλα ρήγματα «σέρνονται ». Γλιστρούν σταθερά το ένα δίπλα στο άλλο, απελευθερώνοντας σταδιακά την τάση.
Οι μεγαλύτεροι και πιο καταστροφικοί σεισμοί στη Γη συμβαίνουν κατά μήκος ζωνών καταβύθισης , όπου μια τεκτονική πλάκα βυθίζεται κάτω από μια άλλη. Το περιθώριο Αλάσκας-Αλεούτιων πλατών , η Τάφρος της Ιαπωνίας , η ζώνη καταβύθισης στα ανοιχτά της Χιλής και η ζώνη Κασκάδια του Βορειοδυτικού Ειρηνικού είναι όλα παραδείγματα. Όταν ένα κλειδωμένο τμήμα ενός ρήγματος καταβύθισης γλιστρήσει ξαφνικά, ο πυθμένας της θάλασσας μπορεί να ανασηκωθεί και να ακολουθήσει ένα τσουνάμι.
Ένα ήσυχο ρήγμα αμφισβητεί μια κοινή υπόθεση
Βαθιά στο υπέδαφος, η συμπεριφορά των ρηγμάτων είναι δύσκολο να παρατηρηθεί άμεσα, ειδικά στην ανοιχτή θάλασσα, όπου τα ρήγματα συχνά βρίσκονται κάτω από χιλιόμετρα θαλασσινού νερού και ιζημάτων.
Οι επιστήμονες βασίζονται σε μετρήσεις από σταθμούς GPS, σεισμογράφους και αισθητήρες πυθμένα και στη συνέχεια κατασκευάζουν υπολογιστικά μοντέλα για το τι πρέπει να συμβαίνει από κάτω. Για δεκαετίες, η κύρια εξήγηση για τα ερπυστικά ρήγματα είναι ότι τα υγρά υψηλής πίεσης κατά μήκος του ρήγματος μειώνουν την τριβή, ο τρόπος με τον οποίο ένα στρώμα νερού προκαλεί την υδρολίσθηση των ελαστικών.
Μια διατομή μιας βυθιζόμενης πλάκας και μια εξήγηση για το πώς μπορεί να εμπλέκεται ρευστό.Οι επιστήμονες συχνά περιγράφουν τα ρήγματα καταβύθισης ως κλειδωμένα ή έρποντα. Τα κλειδωμένα σημεία, πάνω δεξιά, κολλάνε καθώς αυξάνεται η τάση και στη συνέχεια σπάνε ξαφνικά σε σεισμούς. Τα έρποντα σημεία ολισθαίνουν πιο σταδιακά. Μια συνηθισμένη εξήγηση είναι ότι τα ρευστά υψηλής πίεσης τα διατηρούν αδύναμα και ολισθηρά, κάτω δεξιά. Αλλά νέα έρευνα αμφισβητεί αυτήν την εξήγηση που βασίζεται στα ρευστά. Στο χάσμα Shumagin, διαπιστώσαμε ότι η πίεση του ρευστού από μόνο του δεν μπορεί να εξηγήσει την αργή, σταθερή ολίσθηση. Yinchu Li, et al., 2026
Η δοκιμή αυτής της ιδέας απαιτεί την παρατήρηση των υγρών, και εκεί ακριβώς ανέλαβε η ομάδα μας.
Χρησιμοποιούμε θαλάσσια ηλεκτρομαγνητική απεικόνιση , μια μέθοδο που χαρτογραφεί πόσο εύκολα τα υπόγεια υλικά άγουν τον ηλεκτρισμό. Ένα πλοίο ρυμουλκεί ένα όργανο κοντά στον πυθμένα της θάλασσας, στέλνοντας ηλεκτρομαγνητικά σήματα στα βράχια από κάτω, ενώ άλλα όργανα στον πυθμένα καταγράφουν την απόκριση. Διαφορετικά υλικά κάτω από τον πυθμένα άγουν τον ηλεκτρισμό με διαφορετικό τρόπο, και αυτό φαίνεται στις μετρήσεις. Επειδή το αλμυρό νερό άγει τον ηλεκτρισμό πολύ καλά, η μέθοδος είναι ιδιαίτερα καλή στη χαρτογράφηση του πού βρίσκονται τα υγρά και πού δεν βρίσκονται.
Ερευνήσαμε μια έκταση 75 μιλίων (120 χιλιομέτρων) του πυθμένα κατά μήκος του χάσματος Shumagin, ενός τμήματος της ζώνης καταβύθισης Αλάσκας-Αλεούτιων νησιών που σέρνεται για περισσότερο από έναν αιώνα. Το χάσμα Shumagin θεωρούνταν από καιρό ένα ήσυχο μέρος του ορίου , παρόλο που γειτονικά τμήματα έχουν προκαλέσει σεισμούς μεγέθους 8 βαθμών και μεγαλύτερους.
Προς έκπληξή μας, το ρήγμα στο χάσμα Shumagin δεν ήταν τόσο πλούσιο σε υγρά όσο θα προέβλεπε η κύρια εξήγηση.
Οι εικόνες μας δείχνουν ότι το ρηχό τμήμα του ρήγματος, που βρίσκεται πιο κοντά στον ωκεανό, έχει λίγο ανοιχτό χώρο στο βράχο για να καταλάβει το υγρό. Και το υγρό που υπάρχει εκεί βρίσκεται υπό περίπου κανονική πίεση, όχι την υψηλή πίεση που προβλέπει το μοντέλο του «ολισθηρού ρευστού».
Η επιφάνεια του ρήγματος είναι ανώμαλη και τραχιά. Η άνω πλάκα φαίνεται να είναι ένα συνονθύλευμα από ισχυρότερο και ασθενέστερο υλικό και βρήκαμε πιθανές οδούς όπου τα υγρά μπορεί να αποστραγγίζονται στο βράχο πάνω από το ρήγμα.
Με άλλα λόγια, αυτό το ήσυχο ρήγμα δεν είναι ήσυχο επειδή λιπαίνεται καλά. Κάτι άλλο το διατηρεί σταθερό, πιθανότατα ένας συνδυασμός τραχιάς επιφάνειας ρήγματος, ποικίλης αντοχής πετρώματος και, σε ορισμένα σημεία, ρευστού.
Μια διατομή του χάσματος Shumagin δείχνει μια τραχιά διεπαφή πλάκας και περιορισμένο υγρό. Yinchu Li, et al., 2026.
Τι σημαίνει αυτό για την αξιολόγηση των κινδύνων σεισμού
Τα ευρήματά μας σχετικά με αυτό το ρήγμα έχουν συνέπειες για την αξιολόγηση των κινδύνων σεισμών και τσουνάμι ευρύτερα.
Πολλά μοντέλα βασίζονται στην ιδέα ότι η πίεση του ρευστού βοηθά στον προσδιορισμό του εάν ένα ρήγμα καταβύθισης ολισθαίνει ξαφνικά ή σέρνεται. Εάν το ρευστό δεν είναι ο κύριος έλεγχος που διατηρεί το κενό Shumagin ήσυχο, άλλα ήσυχα ρήγματα μπορεί επίσης να μην έχουν ρευστό, εγείροντας ερωτήματα σχετικά με το πόσο σταθερά είναι στην πραγματικότητα αυτά τα ρήγματα.
Η κατανόηση αυτών των μηχανισμών έχει σημασία για την αξιολόγηση των κινδύνων σεισμών και τσουνάμι στις παράκτιες κοινότητες. Μια ρηχή ολίσθηση κοντά σε μια τάφρο είναι αυτή που προκαλεί τα πιο καταστροφικά τσουνάμι. Τσουνάμι από σεισμούς από την Αλάσκα έως τις Αλεούτιες νήσους έχουν φτάσει σε μακρινές ακτές στο παρελθόν. Μεγάλοι σεισμοί το 1946 , το 1957 και το 1964 προκάλεσαν τσουνάμι που κατέστρεψαν τις ακτές της Χαβάης και της Καλιφόρνια.
Όπως δείχνουν τα αποτελέσματά μας, δεν υπάρχει μία και μοναδική, απλή εξήγηση για τα αργά ολισθαίνοντα ρήγματα. Περισσότερα και καλύτερα δεδομένα από την ανοιχτή θάλασσα θα βοηθήσουν τους επιστήμονες να αξιολογήσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τους κινδύνους από σεισμούς και τσουνάμι σε όλο τον κόσμο και να βοηθήσουν τις κοινότητες πολύ πέρα από την Αλάσκα να προετοιμαστούν.
Γιντσού Λι
Υποψήφιος Διδάκτωρ Θαλάσσιας Γεωλογίας, Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Τζόρτζια
Electromagnetic imaging reveals insufficient fluids to explain shallow megathrust creep at the Shumagin Gap- Yinchu Li, Samer Naif, Kerry Key, Steven Constable, Rob L. Evans, Donna J. Shillington, Anne Bécel & Darcy Cordell
https://www.nature.com/articles/s41467-026-71176-7
https://theconversation.com/a-quiet-alaska-fault-is-missing-the-fluids-scientists-expected-and-its-changing-what-we-know-about-earthquake-zones-281510
.jpg)
