Kræfter fra Jordens spin kan udløse jordskælv og vulkanudbrud ved Etna

Ny forskning tyder på, at kræfter, der trækker på Jordens overflade, når planeten snurrer, kan udløse jordskælv og udbrud ved vulkaner.

Seismisk aktivitet og udbrud af magma nær Italiens Etna steg, da Jordens rotationsakse var længst væk fra dens geografiske akse, ifølge en ny undersøgelse, der sammenligner ændringer i Jordens rotation med aktivitet ved den velkendte italienske vulkan.

Jordens spin er ikke altid på linje med dens nord- og sydpoler. I stedet, de geografiske poler snurrer ofte som en top omkring Jordens rotationsakse, når de ses fra rummet. Hvert 6,4 år, akserne står på linje, og slingren falmer i kort tid - indtil de geografiske poler bevæger sig væk fra spinaksen og begynder at spiralere igen.

Dette fænomen, kaldet polær bevægelse, er drevet af ændringer i klimaet på grund af ting som skiftende årstider, smeltende iskapper eller bevægelse fra tektoniske plader. Når polær bevægelse svinger, kræfter, der trækker planeten væk fra solen, trækker i jordskorpen, meget som tidevand på grund af tyngdekraften fra solen og månen. Tidevandet fra polar bevægelse får skorpen til at deformere i løbet af årstider eller år. Denne forvrængning er stærkest ved 45 graders breddegrad, hvor skorpen bevæger sig med omkring 1 centimeter (0,4 tommer) om året.

Nu, en ny undersøgelse offentliggjort i AGUs tidsskrift Geofysiske forskningsbreve antyder, at polarbevægelse og efterfølgende skift i jordskorpen kan øge vulkansk aktivitet.

"Jeg synes, det er ret spændende at vide, at mens klimaet driver Jordens spin, dens rotation kan også drive vulkaner og seismicitet, sagde Sébastien Lambert, en geofysiker ved Paris Observatory i Frankrig og hovedforfatter af undersøgelsen.

De nye resultater, imidlertid, tillad ikke videnskabsmænd at forudsige vulkansk aktivitet. Selvom undersøgelsen tyder på, at jordskælv kan være mere almindelige, eller at vulkanudbrud kan udstøde mere lava, når afstanden mellem Jordens geografiske og rotationsakser er på sit højeste, tidsskalaen er for stor til meningsfulde kortsigtede prognoser, ifølge forfatterne.

Men resultaterne peger på et interessant koncept. "Det er første gang, vi har fundet dette forhold i denne retning fra Jordens rotation til vulkaner, " sagde Lambert. "Det er en lille excitationsproces, men hvis du akkumulerer en lille excitation over lang tid, kan det føre til målbare konsekvenser."

Ryster Jorden

Tidligere arbejde har vist længden af ​​en dag på jorden, som ændrer sig baseret på hastigheden af ​​Jordens spin, deformerer også skorpen og kan påvirke vulkansk adfærd. I den nye undersøgelse, Lambert og hans kollega, Gianluca Sottili, en vulkanolog fra Sapienza Universitet i Rom i Italien, ønskede at studere forholdet mellem polar bevægelse og vulkansk aktivitet.

De fokuserede på Etna, fordi vulkanen er velundersøgt, hvilket betyder, at der er masser af data, og den ligger lige syd for 45 graders breddegrad. Der var heller ikke nogen vulkanske kriser ud over det sædvanlige ved Etna i løbet af undersøgelsesperioden, som ellers kan maskere signalet fra polar bevægelse.

Lambert og Sottili brugte seismiske optegnelser fra 11. 263 jordskælv, der skete inden for 43 kilometer (26,7 miles) fra Etnas topmøde mellem 1999 og 2019. Holdet brugte også registreringer af, hvor meget magma der brød ud fra vulkanen siden 1900. De inkluderede 62 udbrud i analysen, baseret på tidsrummet mellem begivenheder.

Parret sammenlignede derefter afstanden mellem de geografiske og roterende poler på det tidspunkt, hver begivenhed fandt sted for at bestemme, om vulkansk aktivitet var forbundet med jordens rotation.

Lambert og Sottili opdagede, at der var flere jordskælv, da Jordens rotationspol var længst væk fra den geografiske akse - på det punkt i Jordens toplignende spin, når det ser ud til, at den er ved at vælte. Mellem 1999 og 2019, disse toppe var i 2002 og 2009. Et forventet højdepunkt i 2015 blev aldrig til noget, fordi en af ​​de svingninger, der bidrager til polarbevægelsen, er blevet langsommere.

Holdet afslørede også en sammenhæng mellem mængden af ​​magma, der blev kastet ud under et udbrud. Polar bevægelse ser ud til at drive de største udbrud fra Etna, selvom det er i mindre grad end dens seismiske aktivitet, ifølge forskerne.

At undersøge vulkaner i Ring of Fire for at se, om Jordens spin påvirker deres aktivitet, ville helt sikkert være interessant, Sottili sagde, som var seniorforfatter af undersøgelsen. Selv udvidelse til andre planeter kan åbne forskernes syn på, hvordan eksterne kræfter påvirker vulkaner på overfladen, han tilføjede.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra AGU Blogs (http://blogs.agu.org), et fællesskab af blogs om jord- og rumvidenskab, vært af American Geophysical Union. Læs den originale historie her.