Mantelstykker fundet stigende under den nordlige og sydlige ende af Cascadia-forkastningen

Med fire års data fra 268 seismometre på havbunden og flere hundrede på land, forskere har fundet anomalier i den øvre kappe under begge ender af Cascadia-subduktionszonen. De kan påvirke placeringen, hyppighed og styrke af jordskælvshændelser langs det nordvestlige Stillehav i USA.

Anomalierne, som reflekterer områder med lavere seismiske bølgehastigheder end andre steder under brudlinjen, pege på stykker af jordens øvre kappe, der rejser sig og flyder på grund af smeltende sten og muligvis forhøjede temperaturer, sagde Miles Bodmer, en doktorand fra University of Oregon, der ledede et studie nu online som et accepteret papir af tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve .

Den 620-mile subduktionszone, som ikke har oplevet et massivt jordskælv i længderetningen siden 1700, er, hvor Juan de Fuca havpladen dykker under den nordamerikanske kontinentalplade. Forkastningszonen strækker sig lige ud for kysten fra det nordlige Vancouver Island til Cape Mendocino i det nordlige Californien.

Kappen rejser sig under den sydlige Gorda-deformationszone ved den nordlige kant af San Andreas-forkastningen og under den olympiske halvø og den sydlige Vancouver Island.

"Det, vi ser, er disse to anomalier, der er under subduktionspladen i den nordlige og sydlige del af subduktionszonen, " sagde Bodmer. "Disse regioner har ikke den samme adfærd som hele fejlen. Der er tre segmenter, der har deres egne distinkte geologiske egenskaber. De nordlige og sydlige segmenter har øget låsning og øget rystelsestæthed."

Låsning refererer til, hvor stærkt to plader klæber. "Hvis de sidder tæt sammen, som det er tilfældet her, de opbygger stress, og du har potentialet til at slippe af med den stress, eller energi, ved store jordskælv, sagde Bodmer.

Sådanne skælv, mens den er stærk, er under den forventede hændelse på 9 plus størrelsesorden, hvis hele Cascadia brister på én gang, han sagde. Låsning er meget svagere i Cascadias centrale sektion, som omfatter det meste af Oregon, hvor sjældent, mindre jordskælv har en tendens til at opstå ved at krybe langs pladerne.

Tremor refererer til langvarige seismiske signaler, der ofte ses ved subduktionszoner. "Disse sker dybt og tager mere tid end et typisk jordskælv, da de buldrer for at frigive energi, "Sagde Bodmer.

Resultaterne hjælper ikke med jordskælvsprognoser, men de peger på behovet for realtids onshore-offshore seismisk overvågning og geodætiske analyser, f.eks. fra GPS for at hjælpe med at plotte rumlige koordinater, af anomalierne som et næste skridt i den retning, sagde medforfatter Douglas R. Toomey, en seismolog i UO Institut for Jordvidenskab.

Undersøgelsen hjælper med at give mening om Cascadias historiske optegnelse over jordskælv, han sagde.

Krydset mellem Cascadia-San Andreas forkastningerne, Toomey sagde, indeholder en masse kompleksitet og er den mest seismisk aktive del af det sammenhængende Nordamerika. Seismisk historie viser også mere jordskælvsaktivitet i Puget Sound-området end i det centrale Oregon. Begge regioner akkumulerer energi, der til sidst frigives ved store jordskælv, han sagde.

"Vores undersøgelse er værre nyheder for Portland nordpå til Seattle og for det sydlige Cascadia, men det centrale Cascadia er ikke af krogen, " sagde Toomey, som også er ledende efterforsker for Oregon-komponenten af ​​ShakeAlert, Vestkystens tidlige varslingsnetværk. "Hyppigere jordskælv mod nord og syd ses i historiske seismicitetsmønstre. Denne forskning hjælper med at forstå det."

Undersøgelsen involverede dyb billeddannelse, svarende til CAT-scanninger, ved hjælp af forskellige former for seismiske bølger, der kommer fra fjerne jordskælv, der bevæger sig gennem Jorden.

De seismiske stationer på havbunden, hvorfra data blev hentet hver 10. måned, var en del af det National Science Foundation-finansierede Cascadia Initiative. Ældre data fra talrige undersøgelser på land i det vestlige USA blev også inkluderet i analysen.

Ud over at hjælpe med at forstå Cascadias historiske jordskælvsrekord, anomalierne, Bodmer sagde:tyder på, at de to opdriftsender hjælper med at modulere pladekoblingskræfterne.

"Vi ser på strukturer dybt inde i Jorden og finder beviser, der tyder på, at de påvirker megatrustfejlene og styrer, hvor vi ser stigninger i låsning og segmentering, " sagde Bodmer. "Ved at kende timingen og stien for de seismiske signaler, vi kan se på hastighedsvariation og sidestille det med strukturerne. Med store offshore-datakilder, vi kan måske bedre forstå, hvordan et stort brud i syd kan strække sig ind i det centrale Oregon."