Обнаружение огромного подводного резервуара воды может объяснить загадочные медленные землетрясения Новой Зеландии

Исследователи обнаружили целое море воды, заключенное в осадках и породах утраченного вулканического плато, которое теперь находится глубоко в земной коре. Как показало 3D-сейсмическое изображение, вода залегает на глубине около двух миль под океаническим дном у побережья Новой Зеландии, где она может оказывать демпфирующее воздействие на крупный разлом, обращенный к Северному острову страны.

Этот разлом известен производством медленных землетрясений, называемых медленными проскальзываниями. Они могут безопасно снимать накопленное тектоническое напряжение в течение дней и недель. Ученые хотят понять, почему они происходят на одних разломах чаще, чем на других. Многие медленные землетрясения связывают с погребенной водой. Однако до сих пор не было прямых геологических свидетельств существования столь крупного водного резервуара у этого конкретного новозеландского разлома.

Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, основано на сейсмических экспедициях и научном бурении океанического дна под руководством ученых из Института геофизики Техасского университета (UTIG). Ведущий автор Эндрю Гейс, проводивший работу в UTIG, отметил: «Мы пока не можем заглянуть достаточно глубоко, чтобы точно знать эффект для разлома, но видим, что количество воды, уходящей сюда вниз, на самом деле намного выше нормы».

Место обнаружения воды является частью обширной вулканической провинции, сформировавшейся 125 миллионов лет назад, когда плюм лавы размером с США прорвался на поверхность Земли в Тихом океане. Это было одно из крупнейших известных вулканических извержений, длившееся несколько миллионов лет. Лабораторные эксперименты с кернами вулканических пород показали, что вода составляет почти половину их объема. По словам Гейса, нормальная океаническая кора в возрасте 7–10 миллионов лет должна содержать гораздо меньше воды, тогда как в изученной зоне кора в десять раз старше, но оставалась значительно более насыщенной водой.

Ученые предполагают, что подземное давление воды может быть ключевым фактором, создающим условия для сброса тектонического напряжения через медленные землетрясения. Обычно это происходит, когда водонасыщенные осадки погребаются вместе с разломом. Однако в новозеландском разломе мало таких типичных океанических осадков. Вместо этого исследователи считают, что древние вулканы и преобразованные в глины породы несут большие объемы воды вглубь по мере поглощения разломом.

Соавтор работы, директор UTIG Демьян Саффер, заявил, что результаты позволяют предположить, что другие сейсмические разломы по всему миру могут находиться в аналогичных условиях. «Это очень наглядная иллюстрация корреляции между флюидами и характером движения тектонических разломов, включая сейсмическое поведение. Это то, что мы предполагали на основе лабораторных экспериментов и предсказывали некоторыми компьютерными моделями, но существует очень мало четких полевых экспериментов для проверки этого в масштабе тектонической плиты».