Активність землетрусів посилиться через відступ льодовика

Недавнє дослідження Університету штату Колорадо (CSU) надає переконливі докази того, що зміна клімату може впливати на частоту землетрусів. Дослідження додає до зростаючого обсягу робіт, які припускають, що зміни клімату можуть безпосередньо впливати на сейсмічний цикл.

Дослідження було зосереджено на горах Сангре-де-Крісто на півдні Колорадо, де вздовж західного краю хребта проходить активний розлом. Дослідники виявили, що під час останнього льодовикового періоду вага льодовиків пригнічувала активність розломів.  Однак у міру танення льоду розлом зазнав посиленого ковзання, що вказує на те, що активність землетрусів уздовж таких розломів може зрости у відповідь на відступ льодовика.

«Зміна клімату відбувається на порядки швидше, ніж ми бачимо в геологічних літописах», — сказала перший автор Сесі Хуртадо, яка провела дослідження в рамках своєї магістерської роботи в Університеті штату Колорадо. 

«Ми бачимо це у швидкому відступі гірського льодовика на Алясці, Гімалаях і Альпах. У багатьох із цих регіонів також є активна тектоніка, і ця робота демонструє, що оскільки зміна клімату змінює навантаження на лід і воду, тектонічно активні зони можуть частіше спостерігати рухи розломів і землетруси через швидку зміну стресових умов».

Зв’язок між кліматом і землетрусами

Хоча добре встановлено, що тектонічні зміни впливають на клімат – наприклад, через підняття гір, що змінюють атмосферну циркуляцію та кількість опадів – дослідження, які пов’язують зміни клімату з тектонічною активністю, все ще рідкісні.  Дослідження CSU є одним з небагатьох, які показують, як зміна клімату може безпосередньо впливати на сейсмічні процеси.

«Ми деякий час могли моделювати ці процеси, але важко знайти приклади в природі», — сказав Шон Галлен, доцент кафедри наук про Землю в CSU та старший автор дослідження. «Це переконливий доказ. Це свідчить про те, що атмосфера і тверда Земля мають тісні зв’язки, які ми можемо виміряти в польових умовах».

Детальніше про розлом Сангре-де-Крісто

Гори Сангре-де-Крісто, колись вкриті льодовиками під час останнього льодовикового періоду, стали ідеальним місцем для вивчення зв’язку між відступом льодовика та активністю розломів.  Використовуючи дані дистанційного зондування та польові дані, дослідники реконструювали протяжність стародавніх льодовиків і розрахували вагу, яку ці маси льоду впливали на розлом. Потім вони виміряли, наскільки розлом зміщувався з часом.

Аналіз показав, що швидкість ковзання розломів була в п’ять разів швидшою після танення льодовиків порівняно з періодом, коли в регіоні був льодовиковий покрив. Це прискорення свідчить про те, що в міру танення льодовиків розлом зазнав «відскоку», наздоганяючи фонову тектонічну швидкість руху.

«По суті, це як маленький важіль, який регулює швидкість, з якою рухається розлом, але ця довгострокова швидкість встановлюється фоновою швидкістю тектонічних процесів», — пояснив Галлен.

Наслідки для оцінки сейсмічної небезпеки

Отримані дані мають значні наслідки для розуміння причин землетрусів і для оцінки сейсмічних ризиків у районах, які зазнають швидкого відступу льодовика або значної втрати води.

«Ця робота передбачає, що час повторення не обов’язково буде періодичним», — сказав Галлен. «У вас можуть бути періоди часу, коли у вас буде купа землетрусів у швидкій послідовності, і багато часу, коли у вас не буде жодного землетрусу».

Результати дослідження можуть допомогти удосконалити моделі, які використовуються для реконструкції доісторичних сейсмічних записів і оцінки інтервалів повторення активних розломів. Враховуючи гідрологічні процеси, такі як відступ льодовика, протягом геологічного часу, сейсмологи можуть покращити оцінку небезпеки для тектонічно активних регіонів.

Відступ льодовиків і землетрусна діяльність

Дослідження базувалося на загальнодоступній базі даних високої роздільної здатності, яка послужила основою для розуміння зміщення розлому.  Hurtado і Gallen також провели польові дослідження з використанням високоточних GPS-інструментів, щоб доповнити дані про висоту та виміряти переміщення розломів. Час руху розлому було визначено на основі віку осадових відкладень поблизу розлому.

Дослідники відзначили, що гори Сангре-де-Крісто пропонують унікальну можливість вивчити взаємодію між відступом льодовиків і тектонікою. Хребет є частиною рифту Ріо-Гранде, який має відому фонову швидкість ковзання, що є базовою лінією для порівняння.

Клімат і тектонічні системи Землі

Оскільки льодовики продовжують швидко відступати в таких регіонах, як Аляска, Гімалаї та Альпи, висновки команди CSU служать попереднім переглядом того, як інші розломи, прилеглі до льодовика, можуть реагувати на потепління клімату.  Дослідження підкреслює взаємозв’язок кліматичних і тектонічних систем Землі, висвітлюючи потенціал кліматичних змін для підвищення сейсмічної активності в тектонічно активних областях.

Проливаючи світло на цей зв’язок, дослідники сподіваються поглибити розуміння сейсмічної небезпеки та заохотити подальше вивчення того, як зміни клімату формують динамічні системи Землі. «Це важливий крок у розумінні того, як взаємодіють клімат і тектоніка», — підсумував Уртадо. Дослідження опубліковано в журналі Geology.