Разломы в океанической коре способствуют возникновению медленных сейсмических волн
Естественная структура жесткой океанической коры, образующей оболочку вокруг Земли, содержит трещины и разломы. Эти трещины являются гидротермальными путями, по которым тепло, вода и химические растворы перемещаются между океаном и литосферой.
Ученые традиционно используют сейсмические волны для раскрытия природы океанической коры, включая литологию и структуру. Когда сейсмические волны сжатия, или P-волны, проходят вдоль разломов, скорость волн остается практически неизменной.
Для сравнения, предыдущие исследования обнаружили, что сейсмические скорости могут быть на 20% медленнее, когда волны проходят через местные разломы и трещины, по сравнению с теми, когда они пересекают менее трещиноватую кору. Кроме того, в предыдущих работах использовалось дистанционное сейсмическое обнаружение для составления карты крупномасштабных сейсмических скоростей океанической коры.
В новом исследовании Сун и др. исследователи охарактеризовали механические свойства на уровне пласта, используя прямые измерения давления флюидов на месте и сопоставленные сейсмические записи. Они использовали массив скважин и приборов на морском дне, подключенных к обсерватории NEPTUNE компании Ocean Networks Canada, которая проходит через плиты Хуан-де-Фука и Северная Америка.
Чтобы понять, насколько сжимаема земная кора, команда сравнила деформацию сейсмических поверхностных волн с изменениями давления пластового флюида, вызванными отдаленными крупными землетрясениями. Хотя использование давления пластового флюида в качестве косвенного показателя деформации применялось и в других условиях, данное исследование является первым, в котором этот подход использовался на сейсмических частотах в шельфовой зоне.
Исследователи обнаружили, что в разломах океанической коры, согласно результатам определения сжимаемости, сейсмические волны, движущиеся в поперечном направлении, замедляются более чем на 50%. Это замедление гораздо более значительное, чем все предыдущие стандартные сейсмические измерения, и предполагает, что в верхних сотнях метров океанической коры может существовать повсеместная и ранее не признанная трещиноватость.
Их результаты показывают, что степень трещиноватости мелкой океанической коры существенна и оказывает прямое влияние на гидротермальную циркуляцию и гидратацию слэбов. Возраст коры, где проводилось данное исследование, составляет 3,6 млн лет, и авторы надеются, что новый мониторинг морских скважин в других местах позволит лучше определить характер разломов и гидрологические свойства коры.
