De Hikurangi-marge, gelegen voor de oostkust van het Noordereiland van Nieuw-Zeeland, is waar de tektonische plaat in de Stille Oceaan onder de Australische tektonische plaat duikt, in wat wetenschappers een subductiezone noemen. Dit grensvlak van tektonische platen is mede verantwoordelijk voor de meer dan 15, 000 aardbevingen die de regio elk jaar meemaakt. De meeste zijn te klein om opgemerkt te worden, maar tussen de 150 en 200 zijn groot genoeg om gevoeld te worden. Geologisch bewijs suggereert dat er grote aardbevingen plaatsvonden in het zuidelijke deel van de marge voordat de menselijke registratie begon.

Geofysici, geologen, en geochemici van over de hele wereld hebben samengewerkt om te begrijpen waarom deze plaatgrens zich gedraagt ​​zoals hij doet, het produceren van zowel onmerkbare stille aardbevingen, maar ook potentieel grote. Een studie die vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd Natuur biedt nieuw perspectief en mogelijke antwoorden.

Wetenschappers wisten dat de oceaanbodem in het noordelijke deel van het eiland, waar de platen langzaam in elkaar schuiven, genereert de kleine, langzaam bewegende aardbevingen die slow slip-gebeurtenissen worden genoemd - bewegingen die weken duren, soms maanden in beslag. Maar aan de zuidkant van het eiland, in plaats van langzaam te glijden zoals in het noordelijke gebied, de tektonische platen sluiten. Deze vergrendeling schept de voorwaarden voor een plotselinge vrijgave van de platen, die een grote aardbeving kunnen veroorzaken.

"Het is echt merkwaardig en niet begrepen waarom, in een relatief klein geografisch gebied, je zou gaan van veel kleine, langzaam bewegende aardbevingen tot een potentieel voor een echt grote aardbeving, "zei Christine Chesley, elektromagnetische geofysicus van de zee, een afgestudeerde student aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University en hoofdauteur van het nieuwe artikel. "Dat is wat we hebben geprobeerd te begrijpen, het verschil in deze marge."

In december 2018, een onderzoeksteam begon aan een 29-daagse diepzeecruise om gegevens te verzamelen. Vergelijkbaar met het nemen van een MRI van de aarde, het team gebruikte elektromagnetische golfenergie om te meten hoe de stroom door functies in de oceaanbodem beweegt. Uit deze gegevens, het team was in staat om de rol van onderzeese bergen nauwkeuriger te bekijken, grote onderzeese bergen, spelen bij het genereren van aardbevingen.

"Het noordelijke deel van de rand heeft echt grote onderzeese bergen. Het was onduidelijk wat die bergen kunnen doen als ze subduceren (duiken in de diepe aarde) en hoe die dynamiek de interactie tussen de twee platen beïnvloedt, ' zei Chesley.

Het blijkt, de onderzeese bergen bevatten veel meer water dan geofysici hadden verwacht - ongeveer drie tot vijf keer meer dan de typische oceanische korst. Het overvloedige water smeert de platen waar ze samenkomen, helpen om eventuele slip glad te strijken, en voorkomen dat de platen gaan plakken, wat een grote aardbeving kan veroorzaken. Dit verklaart de neiging naar het langzame, stille aardbevingen aan de noordkant van de marge.

Met behulp van deze gegevens, Chesley en haar collega's waren ook in staat om nauwkeurig te onderzoeken wat er gebeurt als een onderzeese berg ondergaat. Ze ontdekten een gebied in de bovenste plaat dat beschadigd lijkt te zijn door een zinkende zeebodem. Deze bovenste plaatzone leek ook meer water te bevatten.

"Dat suggereert dat de zeebodem de bovenste plaat breekt, waardoor het zwakker wordt, wat helpt om het ongebruikelijke patroon van stille aardbevingen daar te verklaren, " zei Chesley. Het voorbeeld geeft een andere indicatie van hoe onderzeese bergen het tektonische gedrag en de gevaren van aardbevingen beïnvloeden.

Omgekeerd, het gebrek aan smering en de verzwakkende effecten van onderzeese bergen kunnen het zuidelijke deel van het eiland vatbaarder maken voor plakken en het genereren van grote aardbevingen.

Chesley, die op weg is om haar Ph.D. in de herfst, hoopt dat deze bevindingen onderzoekers zullen aanmoedigen om na te denken over de manier waarop water in deze onderzeese bergen bijdraagt ​​​​aan seismisch gedrag terwijl ze blijven werken om langzaam bewegende aardbevingen te begrijpen. "Hoe meer we aardbevingen bestuderen, hoe meer het lijkt alsof water een hoofdrol speelt bij het moduleren van slip-on-fouten, "zei Chesley. "Begrijpen wanneer en waar water in het systeem wordt ingevoerd, kan de beoordeling van natuurlijke gevaren alleen maar verbeteren."