Катясь в глубинах: Напряжение мантийного потока — лучший индикатор сейсмичности в межгорье США

Значительная часть нашего понимания землетрясений основана на тектонике плит. Однако для жителей сейсмически активного региона Уосатч-Фронт в штате Юта, эта теория имеет фундаментальные ограничения. Этот 120-мильный мегаполис, включающий Солт-Лейк-Сити и ограниченный горами Уосатч и Большим Солёным озером, находится глубоко внутри Северо-Американской плиты. Причины, по которым разлом Уосатч подвержен землетрясениям, в то время как другие части штата более спокойны, оставались плохо изученными.

Как утверждает геофизик из Университета штата Юта Тони Лоури, движение плит вдоль разлома Сан-Андреас в Калифорнии, ближайшей границы плиты в 760 милях от столицы Юты, не даёт чёткой картины происходящего в этом штате и других районах Межгорного сейсмического пояса. В континентальных недрах силы, управляющие сейсмическим циклом, изучены слабо, и для оценки опасности приходится полагаться в основном на историю прошлых землетрясений, что может упускать важные детали.

Лоури и его коллеги предполагают, что напряжение мантийного потока, возникающее глубоко в недрах Земли, даёт новое представление о потенциальных опасностях для этого внутриплитного пояса, простирающегося от юго-запада Юты через Айдахо и Вайоминг до Йеллоустонского национального парка и далее на север. Основы зарождающейся модели они опубликовали в выпуске журнала Nature от 27 августа 2015 года.

Используя новые сейсмические и GPS-данные масштабного массива Earthscope, финансируемого Национальным научным фондом США (NSF), исследователи одновременно изучили три возможных механизма, вызывающих землетрясения: вариации гравитационной потенциальной энергии, изменения толщины земной коры и изменения прочности литосферы. Модель плохо объясняла поднятие поверхности, наблюдаемое с помощью GPS, но дала замечательное приближение к расположению сейсмических поясов, поскольку восходящий толчок мантийного потока растягивает прочный верхний слой, где происходят землетрясения.

«Наши выводы представляют собой рождение новой идеи и закладывают основу для лучшего понимания землетрясений, — говорит Лоури. — Теперь мы знаем, что нам нужно искать импульс — тот толчок, который приводит в движение сейсмическую систему — в потоке на глубинах от 60 до 100 миль, что гораздо глубже, чем мы искали раньше». Ведущий автор статьи Торстен Бекер отмечает, что их работа показывает, как достижения в сейсмической томографии можно сочетать с моделированием мантийного потока для исследования связи между сейсмичностью и мантийной конвекцией.