Een van de meest opvallende kenmerken van het eiland Santa Catalina, ten zuidwesten van Los Angeles, is een afwezigheid. In tegenstelling tot een groot deel van de kust van Californië en de dichtstbijzijnde eilanden, Catalina heeft geen kliffen die omhoog en terug van de zee komen - overblijfselen van kustlijnen die zijn uitgehouwen toen de Stille Oceaan hoger klotste dan nu het geval is en breukbewegingen moesten dit deel van het continent nog buiten het waterbereik duwen.

In plaats daarvan, De eeuwenoude stranden van Catalina liggen verscholen onder de branding. Nutsvoorzieningen, nieuw onderzoek onder leiding van geofysici van Stanford University verklaart waarom:terwijl de meeste eilanden in Zuid-Californië omhoog kruipen, Catalina zinkt.

Wetenschappers hebben al meer dan 100 jaar gedebatteerd of Catalina stijgt of daalt. Nog in 2012 de U.S. Geological Survey publiceerde een paper waarin werd geconcludeerd dat het eiland snel in opkomst was. "We zijn rechtstreeks in strijd met hun resultaten, " zei Chris Castillo, een afgestudeerde student geofysica aan Stanford's School of Earth, Energy &Environmental Sciences (Stanford Earth) en hoofdauteur van het nieuwe artikel.

"Als we stoppen en erover nadenken, het is volkomen logisch, " zei Stanford Earth-geofysicus Simon Klemperer, senior auteur van de krant. Stel je een reus voor, zijwaarts-S-vormige vouw in de tektonische plaatgrens voor de kust van Californië. "Als de fouten een beetje gebogen zijn, als de platen langs elkaar schuiven, sommige bits worden omhoog geduwd en andere zakken, "Zei Klemperer. "De helft van de tijd zou je verwachten dat een eiland instort. De reden dat we dat niet zien, is dat de meeste inzakkende eilanden al onder zeeniveau zijn gezakt. Offshore, er zijn een heleboel platte, verzonken onderzeese bergen die vroeger eilanden waren."

De onthulling is de sleutel tot het begrijpen van platentektoniek en het risico op aardbevingen in het gebied rond de San Andreas-breuk. "Als Catalina van richting zou veranderen en omhoog zou gaan, " zei Castillo, "dat zou een significante reorganisatie van de verdeling van tektonische stress in Zuid-Californië impliceren." En wanneer tektonische spanning wordt herverdeeld, het kan grondbewegingen en aardbevingen beïnvloeden.

Het onderzoek, gepubliceerd in het peer-reviewed Geological Society of America Bulletin, komt te midden van een groeiende urgentie om de details en verschuivingen van oude kustlijnen te begrijpen, omdat laaggelegen kustgemeenschappen rekening houden met frequentere overstromingen en een versnelde zeespiegelstijging. Zoals Castillo het uitdrukte, "We leven in een tijd waarin de kustlijn ons weer verandert."

Stuur de robots in

De grote diepten van de terrassen van Catalina hebben ze lange tijd buiten het bereik gehouden van wetenschappers die de beweging van de aardkorst langs het continentale grensgebied in Zuid-Californië wilden begrijpen. Om deze uitdaging te overwinnen, de onderzoekers maakten een kaart van de mariene terrassen en hun interne geometrie met behulp van seismische gegevens, waarbij wordt gemeten hoe geluidsgolven weerkaatsen op structuren onder het oppervlak van de zeebodem. Daarna zetten ze een paar op afstand bediende voertuigen in, of ROV's, vastgebonden aan het E/V Nautilus-onderzoeksschip om hun resultaten te verifiëren.

In realtime instructies verzenden naar de Nautilus-bemanning vanaf onshore computers, Castillo en Klemperer stuurden de robots de steile, modderige hellingen die meer dan een halve mijl onder zeeniveau beginnen. Ze vulden de ROV's tot de nok toe met kernen, neem monsters en sedimenten die van de zeebodem zijn opgezogen.

Laboratoriumanalyse van de monsters die ze verzamelden, bracht uiteindelijk honderden schelpen en fossielen aan het licht die in bijna 1 sedimenten waren bewaard. 000 voet dieper dan de wateren waarvan bekend is dat de soort heeft geleefd - een bewijs dat het land is gedaald sinds de tijd van de afzettingen. Zacht, afgeronde stenen ver uit de kust gevonden in Catalina's oudste, diepste terrassen lijken sterk op die gevormd door golven in de buurt van moderne stranden. Dit alles wijst erop dat de terrassen ooit eigendom waren aan het strand.

Bovendien, koolstofdatering van fossielen verzameld op een terras dateert ze uit de laatste ijstijd, wat bijna exact overeenkomt met het moment waarop de geofysische kaarten van de groep suggereerden dat een deel van het eiland veel dichter bij zeeniveau zou zijn geweest, in de ondiepe wateren waar die organismen floreerden.

De studie bouwt voort op onderzoek dat Castillo voor het eerst presenteerde in 2015, wat suggereerde dat Catalina zonk en kantelde met een snelheid die het eiland binnen 3 miljoen jaar volledig onder water zou kunnen zetten. Nutsvoorzieningen, met het aanvullende koolstofgedateerde fossiele bewijsmateriaal in dit artikel, Klemperer zei, het debat over de opkomst of ondergang van Catalina moet worden beslecht. "We hebben absoluut 100 procent overtuiging dat het eiland momenteel ten onder gaat."

Kantelen naar het vasteland

Uit het onderzoek blijkt dat Catalina gedurende meer dan een miljoen jaar elk decennium met minstens acht millimeter is gezonken - ongeveer de hoogte van vier stuivers. Maar het helt ook een beetje naar het vasteland, waardoor de onderwaterkliffen van het eiland in de loop van de tijd steiler en steiler worden.

Het proces vergroot geleidelijk de kans dat stukken klif zullen vallen in onderzeese aardverschuivingen, die het nieuwe onderzoek onthult, hebben plaatsgevonden in het verleden van Catalina.

Deze gebeurtenissen interesseren wetenschappers omdat in sommige gevallen de snelle beweging van sedimenten en rotsen op de zeebodem tsunami's kan veroorzaken en schade kan aanrichten aan de mariene infrastructuur. Als resultaat, inzicht in de oorzaken en dynamiek van onderzeese aardverschuivingen kan licht werpen op het tsunami-risico voor kustgemeenschappen, evenals op de bedreigingen voor diepwaterenergiepijpleidingen en onderzeese communicatiekabels. Het bestuderen van ondergedompelde aardverschuivingen kan zelfs licht werpen op het vroegere klimaat van Mars, waar afzettingen van aardverschuivingen analoog aan die op aarde aanwijzingen kunnen bevatten over de aanwezigheid van ijs of water.

Een aardbeving met een kracht van 5,3 op de schaal van Richter – die sterk genoeg is om zware meubels te verplaatsen maar geen schade aan gebouwen aan te richten – deed dit jaar duizenden tonnen klifmateriaal van de oceaanbodem naar beneden glijden vanaf een van Catalina's naburige eilanden. "Als er een grotere aardbeving had plaatsgevonden, " zei Castillo, "de ineenstorting en de daaruit voortvloeiende golven kunnen belangrijk zijn geweest voor het vasteland." Echter, Castillo zei, eventuele tsunami's veroorzaakt door dia's bij Catalina in de toekomst zouden klein en uiterst onwaarschijnlijk zijn.

Voorbij Catalina

Het begrijpen van de opkomst en ondergang van terrassen langs de kust van Californië heeft implicaties tot ver buiten de lokale gemeenschappen. Door in te zoomen en meter voor meter te meten hoe de zeespiegel is veranderd ten opzichte van het land op deze ene plek, met meerdere bewijslijnen over een periode van meer dan een miljoen jaar, het werk zou kunnen helpen om zeespiegelmodellen te kalibreren, voorspellingen van stijgende zeeën verbeteren en andere onderzoekers in staat stellen om het opstijgen of zinken van de aardkorst nauwkeurig te meten zonder de kosten van boren en boren. Zie het als verwant aan medische diagnoses die nu alleen met beeldvorming kunnen worden gesteld, zonder incisies om te begrijpen wat er onder de huid ligt.

"Het hebben van zoveel mogelijk punten op het pad helpt ons echt om een ​​nauwkeuriger beeld te krijgen van de wereldwijde zeespiegel in de loop van de tijd, Castillo zei. "Als we weten hoe we wiskundig kunnen modelleren wat er in het verleden is gebeurd, dan kunnen we dat waarschijnlijk in de toekomst voortzetten."