Странните сигнали за пристигането на сеизмични вълни от земетресението под Испания през 2010 г. са следите, довели до неочаквано откритие под западната част на Средиземно море:  океанска плоча, която се е преобърнала напълно.

Формите на вълните обрисуват картина на плоча, която се е спуснала бързо в земната мантия и се е преобърнала, така че водата, която е носела на повърхността си при спускането, сега се намира под плочата, според изследването, публикувано в The Seismic Record.

Данните биха могли да помогнат на изследователите да разберат сложната тектонска структура на западния средиземноморски басейн, където се събират Африка и Евразия, и по-конкретно на района, наречен Риф-Бетик-Алборан. Този регион съдържа дъга, образувана от планинските вериги Бетик в Испания и планинските вериги Риф на юг в Мароко, и включва басейна на Алборско море на изток от Гибралтарския проток.

Изследването може да хвърли светлина и върху механизмите, които стоят зад редките и дълбоки (над 600 км) земетресения в Южна Испания, пишат Даоюан Сун (Daoyuan Sun) от Китайския университет за наука и технологии и Меган Милър (Meghan S. Miller) от Австралийския национален университет.

Сеизмичните вълни от едно от тези земетресения, земетресение с магнитуд 6,3, което се случи под Гранада през април 2010 г., са регистрирани от масив от сеизмични станции в Испания и Мароко като част от проекта "Програма за изследване на конвективното преобръщане на системата на Алборско море" (PICASSO - Program to Investigate Convective Alboran Sea System Overturn).

Изследователите отбелязват, че кодата на земетресението - признакът на остатъчните вибрации в края на сеизмограмата - е продължила необичайно дълго, регистрирана от станциите в Мароко. Имаше и признаци на късно пристигнала "допълнителна" фаза на Р-вълните, в допълнение към нормалните начални Р-вълни, регистрирани от станциите в Испания. (вж "Ехото на земетресенията")

По-късната част от сеизмограмата е кода вълна (Coda wave). Обикновено кода-вълните се определят като опашката на сеизмограмата и произхождат от разсеяните вълни от висок порядък от множеството неоднородности в земната литосфера, но никога не са свързани с хипоцентъра на земетресението. Кредит: Kyosuke Okamoto

"Първоначално нямахме за цел да разберем по-добре механизмите на дълбоките земетресения, тъй като няколко предишни проучвания са изследвали хубаво източника. Нашето намерение бе просто да начертаем формите на вълните от любопитство, тъй като има много какво да се научи от отделните форми на вълните, когато човек отдели време да ги разгледа внимателно", обяснява Сун. "При разглеждането наблюдавахме тези странни пристигания, включително дългата кода и допълнителната фаза."

Сун и Милър стигат до заключението, че дългата кода и допълнителната фаза на Р-вълната могат да се обяснят най-добре с нискоскоростен слой в основата на субдуциращата Алборска плоча. Нискоскоростните слоеве, през които сеизмичните вълни се забавят и поглъщат, често показват, че вълните са преминали през разтопен или течен материал.

Субдуцираните плочи обикновено съдържат нискоскоростен слой на повърхността си поради водата, която пренасят в мантията.

"Тук, чрез детайлното моделиране на вълновите форми, успяхме да изобразим нискоскоростния слой под повърхността на плочата, която е потопена на североизток, за разлика от нормална субдуцирана плоча с нискоскоростен слой в горната част на повърхността на плочата", заявява Сун. "Това странно явление между плочата и нискоскоростния слой предполага, че Алборската плоча е преобърната."

Тяхното изследване е първото, което стига до заключението, че плочата е била преобърната, допълва Сун, вместо да е застанала вертикално или стръмно наклонена.

Нискоскоростният слой също така представлява възможен фактор за земетресенията в дълбока Испания, твърдят изследователите, тъй като показва наличието на хидрогенни магнезиеви силикати, които пренасят вода на дълбочина 600 км. Тъй като тези силикати се дехидратират, те биха могли да станат по-крехки по начин, който може да доведе до дълбоки земетресения.

Опростена тектонска карта на пояса Бетик–Риф и за домейна Алборан. Вложката в горния ляв ъгъл: Местоположение в Средиземно море. Кредит: Structural record of Lower Miocene westward motion of the Alboran Domain in the Western Betics, DOI:10.1016/j.tecto.2015.05.017

Наличието на хидрогенни силикати би могло също така да подскаже на сеизмолозите нещо за скоростта на субдукция на плочите в региона. Хидрогенните магнезиеви силикати означават, че "значително количество вода е било пренесено до преходната зона на мантията, което показва относително студена плоча", отбелязва Сун.

"Като се има предвид сравнително младата възраст на морското дъно в западната част на Средиземно море, за да може плочата да остане студена, скоростта на субдукция трябва да е доста висока, например средна скорост от около 70 милиметра годишно", допълва Сун. "С други думи, смятаме, че нашето изследване може да представи обоснована долна граница на скоростта на субдукция в този регион."

Сун и Милър отбелязват, че би било обещаващо да се изследват сеизмичните вълни, предизвикани от дълбоки земетресения на други места, като например в Североизточен Китай, Южна Америка, Сунда-Банда и места като региона Фиджи-Тонга, за да се види дали действат подобни механизми. Но изследванията ще изискват плътни сеизмични станции, разположени точно над тези земетресения, какъвто бе благоприятният случай със земетресението в Испания през 2010 г.

Справка: Daoyuan Sun et al, Revealing the Secrets of the Western Mediterranean: A Deep Earthquake and the Overturned Slab, The Seismic Record (2024). DOI: 10.1785/0320230049

Източник: Strange seismic wave arrivals lead to discovery of overturned slab in the Mediterranean, Seismological Society of America

Още по темата

19/02/2024

Земята

Атлантическият океан ще образува огнен пръстен скоро в геоложки мащаб

17/11/2023

Земята

Супервулкани предизвикват катастрофални събития в Европа на всеки 10 000 до 15 000 години

18/10/2023

Животът

"Последният крокодил в Европа", открит при разкопки в Испания, е на 4 милиона години (видео)

19/06/2023

Земята

Наистина ли се е случвал "Всемирен потоп"?