Οι επιστήμονες μπορεί να έχουν λύσει το μυστήριο των γιγάντιων σεισμών της Μεσοδυτικής
Πριν από δύο αιώνες, μια σειρά από γιγάντιους σεισμούς συγκλόνισαν τη μικροσκοπική πόλη της Νέας Μαδρίτης, στο Μιζούρι, κατέρρευσαν καμινάδες και έτρεμαν σπίτια σε απόσταση μεγαλύτερη των 1000 χιλιομέτρων. Λέγεται μάλιστα ότι τμήματα του ποταμού Μισισιπή κύλησαν στιγμιαία προς τα πίσω καθώς η κοίτη του ποταμού ανέβαινε. Οι σύγχρονοι σεισμολόγοι εκτιμούν ότι και οι τρεις σεισμοί το 1811-1812 σημειώθηκαν πάνω από 7,0 της κλίμακας Ρίχτερ—οι μεγαλύτεροι γνωστοί σεισμοί ανατολικά των Βραχωδών Ορέων. Ακόμη και σήμερα, η Σεισμική Ζώνη της Νέας Μαδρίτης (NMSZ) προκαλεί περισσότερους από 200 μικρούς δονήσεις κάθε χρόνο—και τώρα μια ομάδα γεωφυσικών πιστεύει ότι ξέρει τι προκαλεί όλο το ταρακούνημα.
Σε μια νέα μελέτη, χρησιμοποιούν τομογραφικές πληροφορίες σχετικά με το εσωτερικό της Γης για να δείξουν πώς οι σταγόνες πυκνού βράχου από τον κάτω φλοιό υψώνονται κάτω από την περιοχή. Αυτός ο πυκνός βράχος έλκει βαρυτικά οτιδήποτε άλλο γύρω του, αλλάζοντας τις τοπικές τάσεις με τρόπο που καθιστά πιο πιθανό να γλιστρήσουν ορισμένα σφάλματα NMSZ. Η προσέγγιση όχι μόνο επιβεβαιώνει τις υποψίες ορισμένων επιστημόνων σχετικά με την κινητήρια δύναμη πίσω από τους σεισμούς του NMSZ, αλλά ανοίγει επίσης την πόρτα στον εντοπισμό άλλων δυνητικά θανατηφόρων σεισμικών περιοχών. «Μας ενδιαφέρει να δημιουργήσουμε έναν ειλικρινή χάρτη για τα σημεία που πιστεύουμε ότι θα συμβούν σεισμοί στο μέλλον», λέει ο επικεφαλής συγγραφέας Will Levandowski, γεωφυσικός στο Γεωλογικό Ινστιτούτο των Ηνωμένων Πολιτειών (USGS) στο Γκόλντεν του Κολοράντο.
Το NMSZ ήταν δύσκολο να μελετηθεί. Η περιοχή δεν προκαλεί μεγάλους σεισμούς αρκετά συχνά ώστε οι σεισμολόγοι να έχουν ένα λεπτομερές ιστορικό αρχείο και δεν υπάρχει προφανής μηχανισμός που να οδηγεί τη σεισμική δραστηριότητα. Αλλού στον κόσμο, οι σεισμοί τείνουν να συμβαίνουν κατά μήκος ενεργών ρηγμάτων, όπως το ρήγμα του San Andreas στην Καλιφόρνια, όπου δύο τεκτονικές πλάκες συναντώνται και σπρώχνουν, τραβούν ή γλιστρούν η μία πάνω στην άλλη. Αλλά το NMSZ βρίσκεται στη μέση του ήσυχου, συμπαγούς πιάτου της Βόρειας Αμερικής. «Εδώ, στο κέντρο μιας πλάκας, δεν έχουμε μια θεωρία στην οποία μπορούμε να αποδώσουμε τους σεισμούς», λέει η Κριστίν Πάουελ, σεισμολόγος στο Πανεπιστήμιο του Μέμφις στο Τενεσί. "Για να καταλάβετε λοιπόν γιατί συμβαίνουν, πρέπει να σκεφτείτε έξω από το πλαίσιο."
Μια ιδέα είναι ότι ένα αρχαίο γεγονός rifting παίζει ρόλο. Μεταξύ 700 και 540 εκατομμυρίων ετών πριν, αυτό που είναι τώρα η πλάκα της Βόρειας Αμερικής αποσυναρμολογούνταν καθώς αποσχιζόταν από μια υπερήπειρο. Η πλάκα απέτυχε να διασπαστεί τελείως, αλλά οι γεωλόγοι πιστεύουν ότι το συμβάν άφησε σημάδια κάτω από το NMSZ:μια θαμμένη ζώνη ρήγματος, όπου οι βράχοι είναι αδύναμοι και σπασμένοι, πάνω από πλουτόνους - σταγόνες από πυκνούς πυριγενείς πέτρες - που οι ίδιοι αναδύθηκαν από μια ανύψωση ασυνήθιστα πυκνών κάτω κρούστα. Αν και αυτό το σενάριο έχει προταθεί στο παρελθόν, οι ερευνητές συνδύασαν διαφορετικά σύνολα δεδομένων για να παράσχουν ισχυρή υποστήριξη στην ιδέα ότι ο κατώτερος φλοιός βρίσκεται κάτω από το NMSZ, αναφέρουν σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 30 Αυγούστου στο Geophysical Research Letters.
Το κλειδί για την ανάλυση της ομάδας ήταν τα δεδομένα σεισμικής ταχύτητας από το U.S. Transportable Array, ένα ταξιδιωτικό πλέγμα σεισμομέτρων που «ακούει» για σεισμούς χαμηλού επιπέδου και παρακολουθεί τον τρόπο με τον οποίο η ενέργειά τους περνάει από την υπόγεια επιφάνεια. Οι ταχύτητες αυτών των σεισμικών κυμάτων σχετίζονται με την πυκνότητα των πετρωμάτων κάτω από το έδαφος και επιτρέπουν στους ερευνητές να κατασκευάσουν μια τομογραφική άποψη του εσωτερικού της Γης, όπως μια σάρωση με υπολογιστή.
Οι ερευνητές υπολόγισαν επίσης πώς η παρουσία αυτού του πυκνού χαμηλότερου φλοιού θα άλλαζε τις τάσεις που προκαλούν τους σεισμούς. Η μεγαλύτερη βαρύτητα των πυκνών βράχων έλκει τη γύρω γη προς τα μέσα και προς τα κάτω. Ήδη, η Mid-Atlantic Ridge, η οποία εκτείνεται στη μέση του Ατλαντικού Ωκεανού, εξαπλώνεται και ασκεί πίεση στην πλάκα της Βόρειας Αμερικής, ωθώντας την προς τα δυτικά. Αλλά οι βράχοι υψηλής πυκνότητας κάτω από το NMSZ ανακατευθύνουν αυτήν την πίεση προς τα κάτω, θέτοντας τα ρήγματα στη ζώνη θαμμένου ρήγματος υπό σημαντικά μεγαλύτερη πίεση από το περιβάλλον έδαφος. Υπό τις κατάλληλες συνθήκες, αυτή η πίεση μπορεί να εκτονωθεί ως σεισμός.
Ωστόσο, ο εντοπισμός πιθανών πυροδοτήσεων σεισμών είναι πιο δύσκολος και οι ερευνητές προτείνουν ότι οι σεισμοί μπορεί να προκληθούν από οποιονδήποτε αριθμό παραγόντων. Μεταξύ 16.000 και 10.000 ετών πριν, για παράδειγμα, τα γεωλογικά στοιχεία υποδηλώνουν ότι η περιοχή έγινε σεισμικά ενεργή αφού ο ποταμός Μισισιπής διάβρωσε πάρα πολύ έδαφος από το έδαφος πάνω. Χωρίς το βάρος του εδάφους, τα ρήγματα που είχαν κλειδωθεί στη θέση τους δεν συσφίγγονταν και θα μπορούσαν να απελευθερώσουν ενέργεια μέσω σεισμών.
Οι ειδικοί λένε ότι η εργασία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να εξηγήσει γιατί ορισμένες περιοχές είναι πιο επιρρεπείς σε σεισμούς που προκαλούνται από τον άνθρωπο, όπως η Οκλαχόμα, η οποία πλέον δέχεται περισσότερους σεισμούς από την Καλιφόρνια. Οι δραστηριότητες που σχετίζονται με το fracking μπορεί να είναι πιο πιθανό να προκαλέσουν σεισμό σε μια περιοχή που ήταν ήδη υπό πίεση, σύμφωνα με τον Roland Bürgmann, γεωφυσικό στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ. "Πιστεύω ότι η προσέγγιση που ακολουθούν [οι συγγραφείς] εδώ είναι χρήσιμη για να την εφαρμόσουμε", λέει.
Επιπλέον, η προσέγγιση θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό περιοχών που είναι φυσικά υπό πίεση και επιρρεπείς σε σεισμούς. Ο Λεβαντόφσκι προτείνει ότι χρησιμοποιώντας παρόμοιες τεχνικές, το USGS μπορεί να είναι σε θέση να βρει άλλα ευάλωτα ρήγματα που δεν έχουν προκαλέσει σεισμό στην καταγεγραμμένη ιστορία. Αν και η Πάουελ εγκρίνει την ανάλυση της ομάδας στη Νέα Μαδρίτη, είναι δύσπιστη για την ευρύτερη εφαρμογή της - εν μέρει επειδή κάθε μία από αυτές τις σεισμικές ζώνες είναι μοναδική. «Πιστεύω ότι θα χρειαστεί προσεκτική μελέτη και έρευνα για να διευθετηθεί πραγματικά αυτό που βλέπουμε», λέει.
