Cercetătorii au descifrat modul în care falia transformantă Gofar din estul Oceanului Pacific acționează ca o „frână” hidraulică naturală pentru cutremurele subacvatice. Un nou studiu internațional, publicat în revista Science, demonstrează că rocile poroase și presiunea apei limitează magnitudinea seismelor într-un ciclu repetitiv precis, observat la intervale de 5-6 ani.
Într-un nou studiu publicat în prestigioasa revistă Science, experții descriu regiuni fracturate din interiorul faliei care se comportă ca niște „frâne” încorporate, capabile să oprească rupturile seismice cu o consistență absolut surprinzătoare.
Aceste descoperiri fascinante provin din decenii de observații asupra faliei transformante Gofar, situată la aproximativ 1.600 de km vest de Ecuador. De cel puțin 30 de ani, această falie a produs cutremure de magnitudine 6 la intervale uimitor de regulate, de aproximativ 5 până la 6 ani. Mai mult, aceste evenimente rup adesea aceleași secțiuni în moduri aproape identice.
Ce este o falie transformantă?
Este o limită tectonică unde două plăci (în acest caz, placa Pacific și placa Nazca) alunecă orizontal una pe lângă cealaltă. Falia Gofar este una dintre cele mai rapide din lume, deplasându-se cu aproximativ 140 de milimetri pe an (de patru ori mai repede decât falia San Andreas).
Un astfel de ciclu seismic este o raritate. În cazul majorității sistemelor de falii, dimensiunea, momentul declanșării și amploarea rupturilor variază considerabil. De multă vreme, cercetătorii bănuiau că segmentele mai liniștite dintre zonele active limitau cumva aceste cutremure, deși mecanismul exact rămânea neclar.
Pentru a investiga acest aspect, o echipă internațională de oameni de știință a analizat activitatea seismică înregistrată direct pe fundul oceanului în timpul a două experimente majore, desfășurate în anul 2008 și, respectiv, între anii 2019 și 2022. Studiul a scos la iveală regiuni cu o complexitate structurală ridicată, umplute cu apă de mare la adâncimi mari sub fundul oceanului.
Monitorizarea a zeci de mii de cutremure mici
Falia Gofar se află de-a lungul Creastei Pacificului de Est, o zonă extrem de dinamică în care plăcile tectonice Pacific și Nazca alunecă orizontal una pe lângă cealaltă cu o viteză de aproximativ 140 de milimetri pe an. Datorită comportamentului său seismic repetitiv, acest loc a devenit una dintre cele mai bine studiate falii transformante oceanice din lume.
Oamenii de știință au instalat seismometre pe fundul oceanului pentru a înregistra activitatea înainte și după două cutremure de magnitudine 6. Pe parcursul experimentelor, instrumentele au captat zeci de mii de tremurături mai mici.
În mod remarcabil, cercetătorii au observat aceeași secvență în două segmente separate ale faliei, în ciuda unui interval de 12 ani între observații. Tiparul este clar: înainte de fiecare cutremur major, zonele de barieră au înregistrat rafale de mici tremurături. Ulterior, după ruptura principală, aceleași zone au devenit aproape complet liniștite.
Acest model recurent i-a determinat pe oamenii de știință să concluzioneze că aceste bariere influențează direct modul în care se propagă rupturile de-a lungul întregii falii.
„Știm de mult timp că aceste bariere există, dar întrebarea a fost întotdeauna: din ce sunt făcute și de ce opresc cutremurele atât de fiabil, ciclu după ciclu?”, a spus Jianhua Gong, autorul principal al studiului și profesor asistent la Universitatea Indiana din Bloomington.
Zone de falie fracturate umplute cu apă de mare
Echipa de cercetare a descoperit că regiunile de barieră sunt formate din structuri de falie complexe, în care roca se divide în mai multe ramuri. Mici deplasări laterale între aceste ramuri, cu o lungime cuprinsă între 100 și 400 de metri, creează deschideri în interiorul faliei.
Studiul menționat anterior prezintă, de asemenea, dovezi că apa de mare se infiltrează adânc în acele zone fracturate. Această combinație precisă de fluide captive și rocă fracturată creează condițiile pentru un proces fizic cunoscut sub numele de întărire prin dilatare. Acest proces geofizic („dilatancy strengthening”) are loc astfel: când o ruptură seismică masivă ajunge în zona de barieră, mișcarea bruscă face ca roca poroasă, saturată cu apă, să se blocheze instantaneu. Scăderea bruscă a presiunii fluidelor întărește temporar structura rocilor, oprind fisura să se extindă mai departe.
În timpul unui cutremur, mișcarea rapidă a faliei scade brusc presiunea fluidului din interiorul rocii poroase. Pe măsură ce presiunea scade, roca devine temporar mai puternică, încetinind sau oprind progresia rupturii. Cercetătorii descriu acum aceste zone de barieră ca regiuni dinamice care afectează direct comportamentul cutremurelor subacvatice.
De ce unele falii rămân limitate
Deși falia Gofar este situată departe de zonele dens populate, iar cutremurele înregistrate acolo reprezintă o amenințare directă redusă pentru populațiile de pe coastă, cercetătorii consideră că descoperirile ar putea avea implicații mult mai ample pentru studiul sistemelor de falii subacvatice.
Falii de transformare similare există în toate oceanele Pământului. Oamenii de știință implicați în studiu observă că seismele produse de-a lungul acestor falii rămân adesea mai mici decât ar permite teoretic condițiile geologice locale. Zonele de barieră identificate în această cercetare ar putea ajuta la explicarea acestui model global.
„Aceste bariere nu sunt doar elemente pasive ale peisajului. Ele sunt părți active și dinamice ale sistemului de falii, iar înțelegerea modului în care funcționează schimbă modul în care ne gândim la limitele cutremurelor pe aceste falii.”, a declarat Gong în comentariile publicate odată cu studiul.
Descoperirea de pe falia Gofar aduce un suflu nou în seismologia globală. Deși această falie nu amenință direct țărmurile, mecanismul hidraulic dezvăluit de cercetători ar putea explica de ce anumite defecte structurale de pe fundul tuturor oceanelor opresc în mod natural generarea de „megacutremure”.
(FAQ) Întrebări frecvente despre cutremurele subacvatice și falia Gofar
Ce este falia Gofar și unde se află?
Cum funcționează „frânele” naturale care opresc cutremurele?
Cât de des se produc seisme pe falia Gofar?
Ajută această descoperire la prezicerea cutremurelor pe uscat?
Ce s-a mai descoperit în Natură & Geografie?
De ce Strâmtoarea Ormuz este o minune geologică ce ascunde uriașe zăcăminte de petrol
Nu adâncimea ține insectele departe de apele oceanelor: o larvă de muscă coboară zilnic sub 200 de metri
În 1638, Galileo Galilei a demonstrat că oamenii uriași nu pot exista — sau cel puțin nu fără a fi cu adevărat monstruoși
Până în 2100, două treimi din populația lumii ar putea avea prea puțină apă sau apă de proastă calitate
