巨大な海底貯留層が発見 – ニュージーランドの不可解な地震を説明できる可能性

ニュージーランド近くの海底下で発見された大規模な貯水池は、スロースリップ地震と地殻活動のメカニズムについての洞察を提供する可能性がある。

研究者らは、現在地殻の奥深くにある失われた火山高原の堆積物や岩石の中に閉じ込められている海水に相当するものを発見した。 3D地震画像により、この海水はニュージーランド沖の海底から2マイル下にあることが明らかになり、同国の北島に面する大地震断層の衝撃を和らげる可能性がある。

ゆっくりとした地震と水

断層は、スロースリップ現象と呼ばれるゆっくりとした動きの地震を引き起こすことが知られています。 これらは、数日から数週間にわたって、蓄積された地殻変動を無害に解放することができます。 科学者は、なぜ一部の欠陥で他の欠陥よりも頻繁に欠陥が発生するのかを知りたいと考えています。

スロースリップ地震の多くは埋没水と関連していると考えられています。 しかし、今日まで、この特定のニュージーランド地溝帯にそのような大きな貯水池の存在を示唆する直接的な地質学的証拠はありません。

ヒクランギ高原は、1 億 2,500 万年前に太平洋で始まった一連の壮大な火山噴火の遺跡です。 テキサス大学地球物理学研究所が主導した最近の地震調査（赤い四角）では、ニュージーランドのヒクランギ沈み込み帯（赤い線）に沈み込む高原の画像が撮影されました。 クレジット: アンドリュー・ガス

「断層への影響を正確に知るほど深くはまだ見えていないが、ここを流れる水の量が通常よりもはるかに多いことが分かる」と研究を実施した筆頭著者のアンドリュー・ゲズ氏は述べた。 テキサス大学地球物理学研究所 (UTIG) で博士研究員として働いています。

この研究は最近雑誌に掲載されました 科学の進歩 これは、UTIG の研究者が主導する地震探査と科学的な海洋掘削に基づいています。

より深い理解を求める

現在、ウェスタン・ワシントン大学の博士研究員であるゲイス氏は、研究者が断層周囲の圧力に影響を与えているかどうかを判断できるよう、水が行き着く場所を見つけるためのより深い掘削​​を呼びかけている。これは、より正確な理解につながる可能性がある重要な情報である。 彼は大地震についてこう語った。

水槽資産

研究者らがこの水を発見した場所は、1億2500万年前に米国サイズの溶岩雲が太平洋の地表を突き破ったときに形成された広大な火山地帯の一部だ。 この出来事は地球上で知られている中で最大規模の火山噴火の 1 つであり、数百万年間続きました。

ガズ氏は地震スキャンを使用して古代の火山高原の 3D 画像を構築しました。そこでは、埋もれた火山の周囲に厚い層状の堆積物があることがわかりました。 UTIG の彼の共同研究者たちは、火山岩のサンプルに対して実験室実験を実施し、その体積のほぼ半分が水であることを発見しました。

ヒクランギ高原の地震画像は、地球の内部とそれが構成されているものについての詳細を明らかにします。 黄色の線の下の青緑色の層は、岩石の中に水が埋まっている様子を示しています。 テキサス大学地球物理研究所の研究者らは、この水が近くのヒクランギ沈み込み帯の地震を弱める可能性があると考えている。 クレジット: アンドリュー・ガス

「通常の海洋地殻は、約700万年か1,000万年前のものになると、含まれる水の量ははるかに少なくなるはずです」と彼は言いました。 地震調査による海洋地殻は10倍古いものでしたが、はるかに湿った状態のままでした。

ガズ氏は、噴火が起きた浅い海が一部の火山を侵食して多孔質で割れた岩石を作り、埋没中に帯水層のように水を蓄えたのではないかと推測している。 時間が経つにつれて、岩とその破片は泥に変わり、より多くの水を閉じ込めました。

地震の理解への影響

科学者たちは、スロースリップ地震によって地殻応力を解放する条件を作り出す上で、地下水の圧力が重要な要素である可能性があると考えているため、この発見は重要である。 これは通常、水分を豊富に含む堆積物が断層に埋もれ、地下に水が閉じ込められたときに発生します。 しかし、ニュージーランド地溝帯には、これらの典型的な海洋堆積物がほとんど含まれていません。 むしろ研究者らは、古代の火山と変成岩（現在は粘土質）が亀裂に飲み込まれたときに大量の水を下に運んだと考えている。

研究論文の共著者で科学掘削ミッションの共同主任科学者であるUTIG所長のデミアン・サファー氏は、この結果は世界中の他の地震断層でも同様の状況にある可能性があることを示唆していると述べた。

「これは、流体と、地震の挙動を含む地殻断層の動きとの関係を示す非常に明確な例です」と彼は言う。 「これは私たちが実験室での実験から仮説を立て、コンピューターシミュレーションによって予測したものですが、プレートの規模でこれをテストするための明確な野外実験はほとんどありません。」

参考文献: 「火山の豊富な上部地殻の洪水は、浅い推力とゆっくりとした滑りのための流体を提供する」アンドリュー C. ガス、ネイサン L. 前髪、デミアン M. サファール、シュシュ・ハン、ピーター K. ミラー、レベッカ E. ベル、新井良太、スチュアート A. ヘンリーズ、小平修一、リチャード・デイビー、ローラ・フラム、ダニエル・H・N・パーカー、2023年8月16日、 科学の進歩。
土井: 10.1126/sciadv.adh0150

この研究は、米国国立科学財団とニュージーランド、日本、英国の科学研究機関から資金提供を受けました。