Ученые вернулись с первых в истории буровых работ с использованием кондуктора в сейсмогенной зоне

Буровое судно CHIKYU успешно завершило 31 августа буровые операции с кондуктором для IODP Экспедиции 319, Этапа 2 эксперимента по изучению сейсмогенной зоны впадины Нанкай (NanTroSEIZE). Судно управляется Японским агентством наук и технологий по изучению морских недр и Земли (JAMSTEC) в партнерстве с Комплексной программой океанического бурения.

Экспедиция, начавшаяся в бассейне Кумано 10 мая 2009 года, стала первой в истории научного океанического бурения, где использовалась технология ризерного бурения (с кондуктором). Ученые пробурили скважину на площадке C0009, расположенной непосредственно над сейсмогенной зоной, до глубины 1603,7 метра ниже морского дна. Это позволило провести уникальные операции, включая 12 успешных измерений напряжения и давления поровой жидкости с помощью динамического испытательного инструмента, двухсудовой сейсмический эксперимент с использованием плотной сейсмической решетки в скважине, анализ бурового раствора в реальном времени и лабораторные исследования керна и шлама. Было получено 57,87 метра керна с глубин от 1510 до 1593,9 метров.

Измерения напряжений и порового давления критически важны для понимания механики активных тектонических разломов, но ранее были недоступны в рамках научного океанического бурения. Успешное применение испытательного инструмента в будущем станет крупным прорывом в понимании землетрясений в зонах субдукции. Также был проведен эксперимент по вертикальному сейсмическому профилированию (VSP) с использованием судов CHIKYU и KAIREI для изучения структуры сейсмогенной границы плит ниже скважины.

На второй площадке (C0010) бурение пересекло один из основных разломов границы плит — мега-сплей разлом — на глубине около 400 метров. Этот разлом является основным кандидатом на роль источника цунами и, возможно, смещался во время исторических мегаземлетрясений. Скважина была обсажена и подготовлена для будущего долгосрочного мониторинга с установкой временного пакета датчиков.

Новые данные указывают, что напряжения в верхней плите отражают силы, действующие на генерирующие землетрясения разломы ниже. Направление максимальных напряжений в основном совпадает с направлением движения тектонических плит, но резко меняется в узкой области над мега-сплей разломом. Анализ пород и микрофоссилий предоставил новые данные о геологической истории и активности этой крупной разломной зоны.

Судно CHIKYU готовится к следующей экспедиции IODP 322, целью которой является отбор керна и каротаж для изучения исходных геологических материалов перед их погружением в сейсмогенную зону.