Čudni dolasci seizmičkih talasa iz zemljotresa 2010. godine ispod Španije bili su tragovi koji su doveli do neočekivanog otkrića ispod zapadnog Mediterana: potopljene okeanske ploče koja se potpuno prevrnula.
Talasni oblici prikazuju sliku ploče koja se brzo spustila u Zemljin omotač i prevrnula, tako da je voda koju je nosila na svojoj površini dok se spuštala sada ispod ploče, prema studiji objavljenoj u časopisu Seizmički zapis.
Nalazi bi mogli pomoći istraživačima da reše komplikovanu tektonsku strukturu zapadnog sredozemnog basena gde se spajaju Afrika i Evroazija, posebno oblast koja se zove region Rif-Betic-Alboran. Ovaj region sadrži luk formiran od planinskih lanaca Betic u Španiji i planinskih lanaca Rif na jugu u Maroku i uključuje basen Alboranskog mora istočno od Gibraltarskog moreuza.
Studija bi takođe mogla da rasvetli mehanizme iza retkih i dubokih (više od 600 kilometara) zemljotresa u južnoj Španiji, pišu Daojuan Sun sa Univerziteta nauke i tehnologije Kine i Megan S. Miler sa Australijskog nacionalnog univerziteta.
Seizmički talasi od jednog od tih zemljotresa, zemljotresa magnitude 6,3 koji se dogodio ispod Granade u aprilu 2010. godine, snimljeni su od strane niza seizmičkih stanica u Španiji i Maroku u okviru projekta za istraživanje konvektivnog prevrtanja sistema Alboranskog mora (PICASSO).
Istraživači su primetili da su koda talasi zemljotresa – potpis zaostalih vibracija na kraju seizmograma – trajali neobično dugo, što su zabeležile stanice u Maroku. Postojali su i znaci kasne, „ekstra“ faze P-talasa, pored normalnih početnih P-talasa koje su snimile stanice u Španiji.
„U početku nismo imali za cilj da bolje razumemo mehanizme dubokih zemljotresa, pošto je nekoliko prethodnih studija dobro proučilo izvor. Naša namera je bila samo da nacrtamo talasne oblike iz radoznalosti, pošto postoji toliko toga da se nauči iz pojedinačnih talasnih oblika kada se uzme vreme je da ih pažljivo pogledamo“, objasnio je Sun. „Nakon pregleda, primetili smo ove čudne dolaske, uključujući dugu kodu i ekstra fazu.
Sun i Miler su zaključili da se duga koda i ekstra faza P-talasa najbolje mogu objasniti slojem male brzine u podnožju Alboranove ploče koja se spušta. Slojevi male brzine, kroz koje se seizmički talasi usporavaju i apsorbuju, često ukazuju na to da su talasi prošli kroz rastopljeni ili tečni materijal.
Subducirane ploče obično sadrže sloj male brzine na svojoj površini zbog vode koju nose u plašt. „Ovde, modeliranjem detaljnih talasnih oblika, možemo da snimimo sloj male brzine ispod površine ploče koja se spušta prema severoistoku, za razliku od normalne subducirane ploče sa slojem male brzine na vrhu površine ploče“, rekao je Sun. „Ova čudna pojava između ploče i sloja male brzine sugeriše pojavu prevrnute Alboran ploče.“
Njihova studija je prva koja je zaključila da je ploča prevrnuta, dodao je, umesto da stoji okomito ili strmo uronjena.
Sloj male brzine takođe nudi mogući mehanizam iza dubokih zemljotresa u Španiji, rekli su istraživači, jer ukazuje na prisustvo hidratizovanih magnezijum silikata koji nose vodu na dubinama od 600 kilometara. Kako ovi silikati dehidriraju, mogli bi postati krhkiji na način koji može dovesti do dubokih zemljotresa.
Prisustvo vodnih silikata bi takođe moglo reći seizmolozima nešto o brzini subdukcije ploča u regionu. Vodoviti magnezijum silikati znače da je „značajna količina vode odvedena u prelaznu zonu plašta, što ukazuje na relativno hladnu ploču“, primetio je Sun.
„S obzirom na relativno mladu starost morskog dna u zapadnom Mediteranu, da bi ploča ostala hladna, brzina subdukcije mora biti prilično velika, kao što je umerena brzina od oko 70 milimetara godišnje“, dodao je on. „Drugim rečima, mislimo da bi naša studija mogla ponuditi razumnu donju granicu brzine subdukcije u ovom regionu.“
San i Miler kažu da bi moglo biti obećavajuće istraživanje seizmičkih talasa koje su proizveli duboki zemljotresi na drugim mestima kao što su severoistočna Kina, Južna Amerika, Sunda-Banda i mesta poput regiona Fidži-Tonga, kako bi se videlo da li slični mehanizmi funkcionišu. Ali istraživanje bi zahtevalo guste seizmičke stanice postavljene tačno iznad ovih zemljotresa, kao što je bio srećan slučaj sa zemljotresom u Španiji 2010. godine.
