Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Эпизодический тремор и скольжение ( ETS ) - это сейсмологическое явление, наблюдаемое в некоторых зонах субдукции , которое характеризуется сейсмическим грохотом, не связанным с землетрясениями , или сотрясением, и медленным скольжением вдоль границы раздела плит. События медленного скольжения отличаются от землетрясений своей скоростью распространения и фокусом . В событиях медленного скольжения наблюдается очевидное изменение движения земной коры, хотя движение разлома остается согласованным с направлением субдукции. Сами события ETS незаметны для людей и не причиняют ущерба. [1]

Открытие [ править ]

Строение зоны субдукции Каскадия . Хуан - де - Фука пластина является погружающейся на северо - восток под Североамериканской плиты .

Невулканический, эпизодический тремор был впервые обнаружен на юго-западе Японии в 2002 году. [2] Вскоре после этого Геологическая служба Канады ввела термин «эпизодический тремор и скольжение» для характеристики наблюдений GPS- измерений в районе острова Ванкувер . [3] Остров Ванкувер расположен в восточной, североамериканской области зоны субдукции Каскадия . События ETS в Каскадии повторялись циклически с периодом примерно 14 месяцев. [4]Анализ измерений привел к успешному предсказанию событий ETS в последующие годы (например, 2003, 2004, 2005 и 2007). В Каскадии эти события отмечены примерно двухнедельными сейсмическими колебаниями от 1 до 10 Гц и неземлетрясениями («асейсмическими») на границе плиты, эквивалентными землетрясению магнитудой 7 баллов. (Тремор является слабым Сейсмологическим сигналом только обнаружить с помощью очень чувствительных сейсмометров.) Последние эпизоды тремора и скольжения в Каскадии областях произошли по падению региона разорван в Каскадии землетрясении 1700 .

С момента открытия этого сейсмического режима в регионе Каскадия медленное скольжение и сотрясение были обнаружены в других зонах субдукции по всему миру, включая Японию и Мексику. [5] Медленное скольжение не сопровождается тремором в зоне субдукции Хикуранги . [6]

Каждые пять лет под столицей Новой Зеландии Веллингтоном происходят годичные землетрясения такого типа . Впервые он был измерен в 2003 году и вновь появился в 2008 и 2013 годах [7].

Характеристики [ править ]

Скольжение [ править ]

GPS-измерения в Виктории, Британская Колумбия, показывают периодические изменения в деформации земной коры в североамериканском регионе зоны субдукции Каскадия.

В зоне субдукции Каскадия плита Хуан-де-Фука , реликт древней плиты Фараллон , активно погружается на восток под Североамериканскую плиту . Граница между плитами Хуана де Фука и Северной Америки обычно «заблокирована» из-за трения между плитами. Маркер GPS на поверхности Североамериканской плиты над заблокированной областью будет иметь тенденцию к востоку, поскольку он перемещается в процессе субдукции. Геодезические измерения показывают периодические повороты в движении (т. Е. Движение на запад) надвигающейся Североамериканской плиты. [4]Во время этих разворотов GPS-маркер будет смещен на запад на период от нескольких дней до недель. Поскольку эти события происходят в течение гораздо большей продолжительности, чем землетрясения, их называют «событиями медленного скольжения».

События медленного скольжения наблюдались в зонах субдукции Каскадии, Японии и Мексики. [5] Уникальные характеристики событий медленного скольжения включают периодичность в масштабе времени от месяцев до лет, фокус вблизи или под падением заблокированной зоны и распространение вдоль простирания от 5 до 15 км / день. [5] Напротив, типичная скорость разрыва при землетрясении составляет от 70 до 90% скорости поперечной волны , или приблизительно 3,5 км / с.

Поскольку в зонах субдукции происходят явления медленного скольжения, их связь с мегапорковыми землетрясениями имеет экономическое, гуманитарное и научное значение. Сейсмическая опасность, создаваемая событиями ETS, зависит от их направленности. Если событие медленного скольжения распространяется в сейсмогенную зону , накопленное напряжение будет снято , что снизит риск катастрофического землетрясения. [8] [9] Однако, если событие медленного скольжения происходит при падении сейсмогенной зоны, оно может «нагружать» регион напряжением. [8] [10] Предполагается, что вероятность возникновения сильного землетрясения ( шкала моментной магнитуды ) во время события ETS в 30 раз выше, чем в противном случае, [11]но более поздние наблюдения показали, что эта теория упрощена. [12] Одним из факторов является то, что тремор возникает во многих сегментах в разное время вдоль границы пластины; Другой фактор - то, что подземные толчки и сильные землетрясения редко коррелируют по времени. [13]

Тремор [ править ]

События медленного скольжения часто связаны с невулканическим сейсмологическим «грохотом» или сотрясением. Тремор отличается от землетрясений по нескольким ключевым параметрам: частоте, продолжительности и происхождению. Сейсмические волны, генерируемые землетрясениями, высокочастотны и недолговечны. Эти характеристики позволяют сейсмологам определять гипоцентр землетрясения с использованием методов первого вступления . Напротив, сигналы тремора слабые и продолжительные. [14] Кроме того, хотя землетрясения вызваны разрывом разломов , тремор обычно приписывают подземному перемещению флюидов (магматических или гидротермальных). [15]Так же, как и в зонах субдукции, тремор был обнаружен в трансформных разломах, таких как Сан-Андреас . [16]

Как в зонах субдукции Каскадия, так и в Нанкай , события медленного скольжения напрямую связаны с тремором. [4] [17] В зоне субдукции Каскадия, события сдвига и сигналы сейсмологического тремора совпадают во времени и пространстве [18], но эта взаимосвязь не распространяется на зону субдукции Мексики. [19] Кроме того, эта ассоциация не является внутренней характеристикой событий медленного скольжения. В зоне субдукции Хикуранги , Новая Зеландия, эпизодические подвижки связаны с отчетливыми микроземлетрясениями с обратными разломами. [6]

Были идентифицированы два типа толчков: один связан с геодезической деформацией (как описано выше), а другой - со вспышками длительностью 5–10 секунд, вызванными удаленными землетрясениями. Второй тип тремора обнаружен во всем мире; например, оно было вызвано разломом Сан-Андреас в результате землетрясения в Денали в 2002 году, а на Тайване - в результате землетрясения в Куньлунь в 2001 году . [20] [21]

Геологическая интерпретация [ править ]

Тремор обычно связан с подземным движением магматических или гидротермальных флюидов. [15] Когда плита погружается в мантию, она теряет воду из своего порового пространства и из-за фазовых изменений водных минералов (таких как амфибол ). Было высказано предположение, что это высвобождение воды создает сверхкритическую жидкость на границе раздела пластин, смазывая движение пластины. [22] Этот сверхкритический флюид может открывать трещины в окружающей породе, и этот тремор является сейсмологическим сигналом этого процесса. [22] Математическое моделирование успешно воспроизвело периодичность эпизодического тремора и скольжения в регионе Каскадия за счет включения этого эффекта обезвоживания. [23] В этой интерпретации тремор может усиливаться там, где субдуцирующая океаническая кора молодая, горячая и влажная, в отличие от более старой и холодной.

Однако были предложены и альтернативные модели. Было продемонстрировано, что на тремор влияют приливы или переменный поток жидкости через фиксированный объем. [8] [24] Тремор также приписывают сдвиговому скольжению на границе раздела пластин. [4] Недавние исследования в математическом моделировании воспроизводят последовательности Cascadia и Hikurangi (Новая Зеландия) и предполагают, что обезвоживание на месте является причиной эпизодического тремора и соскальзывания. [25] [26] [27]

См. Также [ править ]

  • Геодинамика
  • Тектоника плит
  • Сейсмология
  • Медленное землетрясение

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Эпизодический тремор и скольжение под островом Ванкувер" . Природные ресурсы Канады. Архивировано из оригинального 26 марта 2010 года . Проверено 17 июня 2011 года .
  2. ^ Obara, Kazushige (2002). «Невулканический глубокий тремор, связанный с субдукцией на юго-западе Японии». Наука . 296 (5573): 1679–1681. Bibcode : 2002Sci ... 296.1679O . DOI : 10.1126 / science.1070378 . PMID 12040191 . S2CID 32354691 .  
  3. ^ «Геодинамика - эпизодические тремор и скольжение (ETS)» . Natural Resources Canada - Геологическая служба Канады . Архивировано из оригинала на 4 июня 2011 года . Проверено 17 июня 2011 года .
  4. ^ a b c d Роджерс, G .; Драгерт, Х. (2003). «Эпизодический тремор и скольжение в зоне субдукции Каскадии: болтовня тихого скольжения». Наука . 300 (5627): 1942–1943. Bibcode : 2003Sci ... 300.1942R . DOI : 10.1126 / science.1084783 . PMID 12738870 . S2CID 2672381 .  
  5. ^ a b c Лю, Яцзин; Райс, Джеймс Р. (2009). «Прогнозы медленного скольжения на основе данных о трении гранита и габбро по сравнению с измерениями GPS в северной части Каскадии» . Журнал геофизических исследований . 114 (B9): B09407. Bibcode : 2009JGRB..114.9407L . DOI : 10.1029 / 2008JB006142 .
  6. ^ а б Delahaye, EJ; Тауненд, Дж .; Рейнерс, Мэн; Роджерс, Г. (2009). «Микросейсмичность, но отсутствие толчков, сопровождающих медленное скольжение в зоне субдукции Хикуранги, Новая Зеландия». Письма о Земле и планетах . 277 (1-2): 21-28. Bibcode : 2009E & PSL.277 ... 21D . DOI : 10.1016 / j.epsl.2008.09.038 .
  7. ^ " " Тихое "землетрясение мягко сотрясает Веллингтон" . 3 Новости NZ . 28 мая 2013 г. Архивировано из оригинального 23 августа 2014 года . Проверено 28 мая 2013 года .
  8. ^ a b c Рубинштейн, Дж., Шелли, Д., Эллсуорт, У. (2010), «Невулканический тремор: окно в корни зон разломов», в New Frontiers in Integrated Solid Earth Sciences , под редакцией С. Клотинг и Дж. Негенданк, стр. 287–314, Springer Science + Business Media BV, DOI : 10.1007 / 978-90-481-2737-5_8
  9. ^ Костоглодов, В .; Singh, S .; Сантьяго, Дж .; Franco, S .; Larson, K .; Lowry, A .; Билхэм, Р. (2003). «Сильное безмолвное землетрясение в сейсмической бреши Герреро, Мексика» . Письма о геофизических исследованиях . 30 (15): 1807. Bibcode : 2003GeoRL..30.1807K . DOI : 10.1029 / 2003GL017219 .
  10. ^ Brudzinski, M .; Cabral-Cano, E .; Корреа-Мора, Ф .; Демец, Ц .; Маркес-Азуа, Б. (2007). «Медленные переходные процессы смещения вдоль сегмента субдукции Оахаки с 1993 по 2007 гг.» . Международный геофизический журнал . 171 (2): 523–538. Bibcode : 2007GeoJI.171..523B . DOI : 10.1111 / j.1365-246X.2007.03542.x .
  11. ^ Mazzotti, S. (2004). «Изменчивость ближайшей вероятности следующего сильного землетрясения в зоне субдукции Каскадия». Бюллетень сейсмологического общества Америки . 94 (5): 1954–1959. Bibcode : 2004BuSSA..94.1954M . DOI : 10.1785 / 012004032 .
  12. ^ Бероза, GC; Иде, С. (2011). «Невулканические толчки и медленные землетрясения». Анну. Преподобный "Планета Земля". Sci . 39 : 271–296. Bibcode : 2011AREPS..39..271B . DOI : 10.1146 / annurev-earth-040809-152531 .
  13. ^ Brudzinski, M .; Аллен, Р. (2007). «Сегментация по эпизодическому тремору и скольжению по всей Каскадии». Геология . 35 (10): 905–910. Bibcode : 2007Geo .... 35..907B . DOI : 10.1130 / G23740A.1 . S2CID 6682060 . 
  14. ^ Шелли, Дэвид Р .; Бероза, Грегори Ч .; Иде, Сатоши (2007). «Невулканические толчки и низкочастотные рои землетрясений». Природа . 446 (7133): 305–307. Bibcode : 2007Natur.446..305S . DOI : 10,1038 / природа05666 . PMID 17361180 . S2CID 4404016 .  
  15. ^ a b Шварц, Сьюзен Ю.; Рокоски, Юлиана М. (2007). «Медленные сдвиги и сейсмические толчки в зонах субдукции, примыкающей к Тихому океану». Обзоры геофизики . 45 (3): н / д. Bibcode : 2007RvGeo..45.3004S . DOI : 10.1029 / 2006RG000208 . S2CID 128205122 . 
  16. ^ Надо, РМ; Доленц Д. (2005). «Невулканические толчки глубоко под разломом Сан-Андреас». Наука . 307 (5708): 389. DOI : 10.1126 / science.1107142 . PMID 15591163 . S2CID 32405993 .  
  17. ^ Obara, Kazushige; Хиросе, Хитоши; Ямамизу, Фумио; Касахара, Кейджи (2004). «Эпизодические события медленного скольжения, сопровождаемые невулканическими толчками в зоне субдукции юго-запада Японии» . Письма о геофизических исследованиях . 31 (23): L23602. Bibcode : 2004GeoRL..3123602O . DOI : 10.1029 / 2004GL020848 .
  18. ^ Бартлоу, Ноэль М .; Миядзаки, Син'Ичи; Брэдли, Эндрю М .; Сегалл, Пол (2011). «Пространственно-временная корреляция скольжения и тремора во время события медленного скольжения Cascadia 2009 года» . Письма о геофизических исследованиях . 38 (18): н / д. Bibcode : 2011GeoRL..3818309B . DOI : 10.1029 / 2011GL048714 .
  19. ^ Пайеро, Хуан С .; Костоглодов Владимир; Шапиро, Николай; Микумо, Такеши; Иглесиас, Артуро; Перес-Кампос, Ксиоли; Клейтон, Роберт В. (2008). «Невулканический тремор наблюдается в зоне субдукции Мексики». Письма о геофизических исследованиях . 35 (7): н / д. Bibcode : 2008GeoRL..35.7305P . DOI : 10.1029 / 2007GL032877 . hdl : 2433/193421 .
  20. ^ Пэн, Чжиган; Vidale, John E .; Creager, Kenneth C .; Рубинштейн, Джастин Л .; Гомберг, Джоан; Боден, Пол (2008). «Сильный подземный толчок около Паркфилда, Калифорния, вызванный землетрясением в разломе Денали в 2002 году» . Письма о геофизических исследованиях . 35 (23): L23305. Bibcode : 2008GeoRL..3523305P . DOI : 10.1029 / 2008GL036080 .
  21. ^ Пэн, Чжиган; Чао, Кевин (2008). « Невулканические толчки под Центральным хребтом на Тайване, вызванные землетрясением 2001 года в Куньлунь» . Международный геофизический журнал . 175 (2): 825–829. DOI : 10.1111 / j.1365-246X.2008.03886.x . M ш {\ displaystyle M_ {w}}
  22. ^ a b Обара, К. (2002). «Невулканический глубокий тремор, связанный с субдукцией на юго-западе Японии». Наука . 296 (5573): 1679–1681. Bibcode : 2002Sci ... 296.1679O . DOI : 10.1126 / science.1070378 . PMID 12040191 . S2CID 32354691 .  
  23. ^ Лю, Yajing; Райс, Джеймс Р. (2007). «Спонтанные и инициированные переходные процессы асейсмической деформации в модели субдукционного разлома» . Журнал геофизических исследований . 112 (B9): B09404. Bibcode : 2007JGRB..112.9404L . DOI : 10.1029 / 2007JB004930 .
  24. ^ Ватанабэ, Томоко; Хирамацу, Йошихиро; Обара, Казушиге (2007). «Масштабируемая зависимость между длительностью и амплитудой невулканических глубоких низкочастотных толчков» . Письма о геофизических исследованиях . 34 (7): L07305. Bibcode : 2007GeoRL..34.7305W . DOI : 10.1029 / 2007GL029391 . hdl : 2297/6771 .
  25. ^ Alevizos, S .; Poulet, T .; Вевеакис, Э. (2014). «Термопоромеханика химически активных ползущих разломов. 1: Теория и соображения установившегося состояния». Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . 119 (6): 4558–4582. Bibcode : 2014JGRB..119.4558A . DOI : 10.1002 / 2013JB010070 .
  26. ^ Veveakis, E .; Poulet, T .; Алевизос, С. (2014). «Термопоромеханика химически активных ползущих разломов: 2. Переходные соображения» . Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . 119 (6): 4583–4605. Bibcode : 2014JGRB..119.4583V . DOI : 10.1002 / 2013JB010071 .
  27. ^ Poulet, T .; Veveakis, E .; Regenauer-Lieb, K .; Юэнь, Д.А. (2014). «Термопоромеханика химически активных ползущих разломов: 3. Роль серпентинита в эпизодических последовательностях тремора и скольжения и переходе к хаосу» . Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . 119 (6): 4606–4625. Bibcode : 2014JGRB..119.4606P . DOI : 10.1002 / 2014JB011004 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Природные ресурсы Канады