Badaczka zajrzała pod Alaskę. Odkryła 1750 ukrytych wstrząsów, które tłumaczą niszczycielskie kataklizmy

Alaska to obszar pełen geologicznych zagadek i ekstremalnych zjawisk. Leży ona w strefie tak zwanego Pacyficznego Pierścienia Ognia – gigantycznego pasa aktywności sejsmicznej i wulkanicznej, który otacza Ocean Spokojny. To właśnie tam nieustannie zderzają się ze sobą potężne płyty litosfery, co odpowiada za występowanie blisko 90% wszystkich trzęsień ziemi na świecie. Choć naukowcy od dekad monitorują tamtejsze uskoki, gęstwina sygnałów sejsmicznych uwięzionych w skorupie ziemskiej potrafi skutecznie maskować kluczowe informacje. Dopiero zastosowanie sztucznej inteligencji pozwoliło ekspertom dostrzec to, co do tej pory umykało pomiarom.

Geologiczne imadło i ukryte wstrząsy. Co się kryje pod Alaską?

Południowo-środkowa Alaska to niezwykle złożona strefa kolizyjna, która działa niczym potężne, geologiczne imadło. W tym właśnie miejscu oceaniczna mikropłyta Yakutat znalazła się w bezlitosnej pułapce między dwoma tektonicznymi gigantami. Z jednej strony jest nieustannie pchana przez napierającą z południa płytę pacyficzną, a z drugiej – zmuszana do wsuwania się (subdukcji) pod masywną płytę tektoniczną północnoamerykańską.

Ten ogromny nacisk generuje dla sejsmologów nieprzenikniony chaos informacyjny. Dlatego zespół badawczy pod kierownictwem prof. Meghan Miller przeanalizował dane zebrane przez stacje sejsmiczne w latach 2018–2021 przy użyciu AI. Tam, gdzie konwencjonalne metody zawiodły, algorytmy wyodrębniły z szumu coś absolutnie zaskakującego.

Oprogramowanie zidentyfikowało aż 1750 trzęsień ziemi, które ułożyły się w precyzyjną, 250-kilometrową linię, biegnącą z północnego zachodu na południowy wschód. O jej istnieniu nie mieliśmy do tej pory pojęcia. Wnioski z badań, opublikowane na łamach czasopisma „The Seismic Record”, jasno wskazują, że zachodzą tam procesy geologiczne, których nigdy wcześniej nie zidentyfikowano.

Tajemnica znikającego klina płaszcza Ziemi

Ta 250-kilometrowa linia wstrząsów wyznacza niezwykle precyzyjną, ostrą jak brzytwa krawędź mikropłyty Yakutat. Badania głębokiego szumu sejsmicznego ujawniły, dlaczego proces zachodzący pod Alaską jest tak nietypowy.

Zazwyczaj gdy jedna płyta tektoniczna nurkuje pod drugą w strefie subdukcji, robi to pod stosunkowo dużym kątem. Zostawia w ten sposób przestrzeń między sobą a płytą górną (kontynentalną), do której wpływa gorąca magma z głębi Ziemi. Tę przestrzeń nazywamy klinem płaszcza – to on zazwyczaj topi skały i zasila wulkany na powierzchni. Jednak płyta Yakutat wślizguje się pod kontynent amerykański tak skrajnie płytko i płasko, że dosłownie ociera się o jego „brzuch”. Ten bezpośredni, ciasny kontakt sprawił, że klin płaszcza w ogóle nie miał miejsca na wytworzenie się, a płyty trą o siebie bezpośrednio.

Co to odkrycie tak naprawdę zmienia?

Zlokalizowanie ukrytej linii wstrząsów to nie tylko geologiczna ciekawostka, ale też sposób na zrozumienie niszczycielskich sił kształtujących całą Alaskę. Nowo odkryta podziemna granica mikropłyty znajduje się dokładnie pod szczytem zakrzywienia pasma górskiego Alaska oraz pod uskokiem Denali – największym kontynentalnym systemem pęknięć w tym rejonie.

To odkrycie wreszcie tłumaczy mechanizm powstawania lokalnych kataklizmów. Geofizycy odkryli, że to właśnie na tej ostrej krawędzi kumulują się niewyobrażalne naprężenia kolizyjne, które następnie przenoszą się bezpośrednio przez skorupę ziemską w górę, uderzając prosto w uskok Denali na powierzchni. Naukowcy uważają, że to właśnie ta głęboka interakcja była główną przyczyną potężnego trzęsienia ziemi z 2002 roku. Kataklizm ten o magnitudzie 7,9 rozerwał wówczas ziemię, niszcząc drogi i bezpośrednio zagrażając słynnemu rurociągowi alaskańskiemu.

– W naszych danych kryje się mnóstwo informacji, które dopiero teraz możemy wydobyć, a których nie widzieliśmy przy użyciu tradycyjnych metod – podsumowuje badaczka Meghan Miller. Dzięki modelom uczenia maszynowego geolodzy otrzymali wreszcie dokładną mapę naprężeń, która w przyszłości pozwoli znacznie precyzyjniej określać ryzyko niszczycielskich trzęsień ziemi dla mieszkańców północy.

Źródło: The Seismic Records, Seismological Society of America

Nasz autor

Jonasz Przybył

Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.