Эпизодический тремор и скольжение - Episodic tremor and slip
Эпизодический тремор и проскальзывание ( ETS ) - это сейсмологическое явление, наблюдаемое в некоторых зонах субдукции , которое характеризуется сейсмическим грохотом, не связанным с землетрясениями , или сотрясениями, и медленным проскальзыванием вдоль поверхности 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 человека и не причиняют ущерба.
Открытие
Невулканический, эпизодический тремор был впервые обнаружен на юго-западе Японии в 2002 году. Вскоре после этого Геологическая служба Канады ввела термин «эпизодический тремор и скольжение» для характеристики наблюдений GPS- измерений в районе острова Ванкувер . Остров Ванкувер расположен в восточной части североамериканского региона зоны субдукции Каскадия . События ETS в Каскадии повторялись циклически с периодом примерно 14 месяцев. 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. Медленное скольжение не сопровождается тремором в зоне субдукции Хикуранги .
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.
Характеристики
Скользящее поведение
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. 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. Уникальные характеристики событий медленного скольжения включают периодичность в масштабе времени от месяцев до лет, фокус вблизи или под падением запертой зоны и распространение вдоль простирания от 5 до 15 км / день. Напротив, типичная скорость разрыва землетрясения 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. Однако, если событие медленного скольжения происходит при падении сейсмогенной зоны, оно может «нагружать» регион напряжением. Было высказано предположение, что вероятность возникновения сильного землетрясения ( шкала моментной магнитуды ) во время события ETS в 30 раз выше, чем в противном случае, но более поздние наблюдения показали, что эта теория упрощена. 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.
Тремор
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 продолжительны. Кроме того, хотя землетрясения вызываются разрывом разломов , тремор обычно связывают с подземным перемещением флюидов (магматических или гидротермальных). Так же, как и в зонах субдукции, тремор был обнаружен в трансформных разломах, таких как Сан-Андреас .
Как в зонах субдукции Каскадия, так и в Нанкай , события медленного скольжения напрямую связаны с тремором. В зоне субдукции Каскадия события сдвига и сигналы сейсмологического сотрясения совпадают во времени и пространстве, но эта взаимосвязь не распространяется на зону субдукции Мексики. Более того, эта ассоциация не является внутренней характеристикой событий медленного скольжения. В Hikurangi зоны субдукции , Новой Зеландии, эпизодические события скольжения связаны с различными, обратной исправных microearthquakes.
Было идентифицировано два типа тремора: 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, он был вызван разломом Сан-Андреас в результате землетрясения в Денали в 2002 году, а на Тайване - в результате землетрясения в Куньлунь в 2001 году .
Геологическая интерпретация
Тремор обычно связан с подземным движением магматических или гидротермальных флюидов. 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. Этот сверхкритический флюид может открывать трещины в окружающей породе, и этот тремор является сейсмологическим сигналом этого процесса. Математическое моделирование успешно воспроизвело периодичность эпизодического тремора и скольжения в регионе Каскадия за счет включения этого эффекта обезвоживания. 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 в фиксированном объеме. Тремор также приписывают сдвиговому скольжению на границе раздела пластин. Недавние исследования в математическом моделировании воспроизводят последовательности Cascadia и Hikurangi (Новая Зеландия) и предполагают, что обезвоживание на месте является причиной эпизодического тремора и соскальзывания.