지진대와 Bransfield 해협에 가장 가까운 지진계가 있는 King George Island의 Carlini 기지. 크레딧: Milton Percy Placencia Linares
외딴 지역에서는 지구 물리학적 방법을 조합하여 해저 아래에서 마그마의 이동을 원인으로 식별합니다.
남극 대륙 연안에서도 화산을 찾을 수 있습니다. 2020년에 85,000회 이상의 지진 순서가 오랫동안 활동하지 않은 심해 화산 오르카에서 기록되었습니다. 그러한 사건이 멀리 떨어진 지역에서도 놀랍도록 자세하게 연구되고 기술될 수 있다는 사실은 이제 저널에 발표된 국제 팀 연구에 의해 보여집니다. 지구 및 환경 커뮤니케이션.
독일, 이탈리아, 폴란드, 미국의 연구원들이 이 연구에 참여했으며 독일 지구과학 연구 센터(GFZ) 포츠담의 Simon Siska가 주도했습니다. 그들은 지진, 측지 및 원격 감지 기술을 결합하여 지각-맨틀 경계 근처의 지구의 맨틀에서 지표로 거의 표면으로 마그마가 빠르게 이동하여 군집 지진이 발생한 방법을 결정할 수 있었습니다.
남아메리카 끝과 남극 대륙 사이의 오르카 화산
군집 지진은 주로 화산 활동 지역에서 발생합니다. 따라서 지각에서 유체의 이동이 원인으로 의심됩니다. 오르카마린은 해저면에서 약 900m 높이로 솟아 있는 거대한 해저 방패 화산으로, 기저 직경은 약 11km입니다. 아르헨티나 남단 남서쪽에 있는 남극 반도와 사우스 셰틀랜드 제도 사이의 해협인 브랜스필드 해협에 위치하고 있습니다.
남극에서 지진 활동이 활발한 지역의 그림. 크레딧: Cesca et al. 2022년; Nature Commun Earth Environ 3, 89(2022); doi.org/10.1038/s43247-022-00418-5 (CC BY 4.0)
과거에는 이 지역의 지진이 중간 정도였습니다. 그러나 2020년 8월에 그곳에서 강력한 지진 무리가 시작되어 반년 동안 85,000회 이상의 지진이 발생했습니다. 그것은 그곳에서 기록된 가장 큰 지진 교란을 나타냅니다.”라고 GFZ의 지진 및 화산 물리학 섹션 2.1의 과학자이자 현재 발표된 연구의 주저자인 Simone Cesca는 보고합니다. 군집과 동시에 측면 지반 변위가 발생합니다. 12개 이상의 센티미터와 이웃 킹 조지 섬에서 약 1센티미터의 작은 리프트가 기록되었습니다.
외딴 지역의 연구 과제
Siska는 국립 해양학 및 응용 지구 물리학 연구소 – OGS 및 볼로냐 대학(이탈리아), 폴란드 과학 아카데미, 하노버 라이프니츠 대학, 독일 항공 우주 센터(DLR) 및 포츠담 대학의 동료들과 함께 이러한 사건을 연구했습니다. 문제는 원격 지역에 기존 지진계가 거의 없다는 것이었습니다. 즉, 2개의 지진 관측소와 2개의 GNSS 관측소(지상 관측소 제이로팔 N비행 에스위성 에스지구의 변위를 측정하는 시스템). 교란의 연대기 및 그 진화를 재구성하고 원인을 결정하기 위해 팀은 원격 지진 관측소의 데이터와 InSAR 위성의 데이터를 분석했습니다. 이 데이터는 레이더 간섭계를 사용하여 지면 변위를 측정합니다. 중요한 단계는 데이터를 올바르게 해석하기 위해 여러 지구물리학적 방법으로 이벤트를 모델링하는 것이었습니다.
지진 재해의 재건
연구원들은 교란의 시작 날짜를 2020년 8월 10일로 잡았고 128개의 지진을 포함하는 원래의 글로벌 지진 카탈로그를 85,000개 이상의 이벤트로 확장했습니다. 이 떼는 2020년 10월 2일(Mw 5.9)과 11월 6일(MW 6.0)에 두 번의 큰 지진으로 정점을 찍은 후 가라앉습니다. 2021년 2월까지 지진 활동이 크게 감소했습니다.
과학자들은 지진 과정만으로는 King George Island에서 관찰되는 강한 표면 변형을 설명할 수 없기 때문에 마그마 침투와 더 많은 양의 마그마 이동이 군집 지진의 주요 원인임을 확인했습니다. 체적 마그마 침입의 존재는 측지 데이터를 기반으로 독립적으로 확인할 수 있습니다.
진원지에서 시작하여 지진은 먼저 위쪽으로 이동한 다음 측면으로 이동합니다. 심층 클러스터 지진은 상부 맨틀 또는 지각-맨틀 경계의 저수지에서 퍼진 수직 마그마에 대한 반응으로 해석되는 반면 표면 지각 지진은 북동쪽으로 확장되고 성장하는 마그마 댐 위를 달리며 측면으로 길이가 약 20km에 이릅니다.
지진은 11월 중순에 약 3개월 간의 지속적인 활동 끝에 11월 중순에 갑자기 감소했으며 규모 6.0MW의 시리즈에서 가장 큰 지진이 발생했습니다. 떼의 끝은 큰 단층 슬립을 동반한 마그마 댐의 압력 손실로 설명될 수 있으며, 다른 데이터로는 확인할 수 없는 해저 폭발의 시기를 나타낼 수 있습니다.
GNSS 및 InSAR 데이터를 모델링하여 과학자들은 Bransfield의 마그마 침입 부피가 0.26-0.56 입방 킬로미터 범위라고 추정했습니다. 이것은 또한 이 에피소드를 남극 대륙에서 지구 물리학적으로 관찰된 것 중 가장 큰 마그마 분출로 만듭니다.
결론
Simon Siska는 다음과 같이 결론을 내렸습니다. “우리 연구는 지진, 측지학 및 원격 감지 기술을 결합하여 도구가 제대로 사용되지 않은 지역의 지진 과정과 마그마 이동을 이해하는 데 사용되는 지구 원격 위치의 지진 화산 교란에 대한 성공적인 새로운 조사를 나타냅니다. 이것은 지구 물리학 도구를 사용하여 상부 맨틀 또는 지각 맨틀 경계에서 얕은 지각으로의 마그마 침투를 모니터링할 수 있는 몇 안 되는 경우 중 하나입니다. 마그마가 맨틀에서 거의 표면으로 빠르게 이동하는 것은 불과 며칠 만에 이루어집니다.”
참조: “남극의 Bransfield Strait에서 용융된 침입에 의해 구동되는 대규모 지진 떼” 저: Simon Cesca, Monica Sugan, Okasz Rodzinski, Sanaz Fagidian, Peter Nimes, Simon Blanc, Jessa Petersen, Zigo Deng, Eleonora Rivalta, Alessandro Burke-Van Placencia Linares , Sebastian Hyman 및 Thorsten Dahme, 2022년 4월 11일, 여기에서 볼 수 있습니다. 지구 및 환경 커뮤니케이션.
DOI: 10.1038 / s43247-022-00418-5
