Анализ афтершоков ставит под сомнение рекорд самого глубокого землетрясения

Согласно исследованию, опубликованному в The Seismic Record, последовательность землетрясений магнитудой 7.9 у островов Бонин в мае 2015 года, произошедшая на большой глубине у границы верхней мантии, не включала афтершок, который достиг бы рекордных глубин в нижней мантии. Хао Чжан из Университета Южной Калифорнии и его коллеги, повторно изучив афтершоковую последовательность, не нашли доказательств афтершока на глубине 751 километр, о котором сообщалось ранее и который считался самым глубоким из когда-либо зарегистрированных.

Вместо этого исследование выявило распределение афтершоков, совместимое с присутствием 12-километрового клина минерала мантии оливина в метастабильном состоянии. Это может пролить свет на механизмы глубоких землетрясений. Само землетрясение у островов Бонин, произошедшее в 680 км под поверхностью в зоне субдукции Идзу-Бонин, является одним из самых глубоких и мощных в истории наблюдений.

Механизмы глубоких землетрясений (глубже 500 км) остаются загадкой для сейсмологов, поскольку экстремальные давление и температура на таких глубинах заставляют породу деформироваться пластически, а не хрупко разрушаться, как при мелких землетрясениях. Эти события также обычно производят мало афтершоков, что ограничивает данные для понимания их природы. Как отметил Чжан: «Пластическая деформация ограничивает формирование обширных сетей разломов, которые обычно генерируют афтершоки».

Для нового анализа ученые использовали данные плотной сейсмической сети Hi-Net в Японии. Они не обнаружили форшоков, но идентифицировали 14 афтершоков в верхней мантии в радиусе 150 км от гипоцентра. Одна группа афтершоков выстроилась вд плоскости разрыва через неделю после главного толчка, вторая — рассеялась на большей площади на второй неделе. «Наши результаты отвергают наиболее убедительное на сегодня заявление о сейсмичности в нижней мантии», — пишут исследователи.

Обнаруженная картина афтершоков совместима с моделью метастабильного клина оливина. В погружающейся плите оливин может задерживать свой переход в другие минеральные фазы под высокими температурой и давлением. «Эта задержанная трансформация может генерировать напряжение и высвобождать энергию, потенциально вызывая глубокие землетрясения», — пояснил Чжан. Изучение таких клиньев помогает уточнить модели генерации глубоких землетрясений и понять динамические процессы в недрах Земли.