Σύμφωνα με μια έκθεση του ScienceDaily που συνοψίζει την έρευνα του Κέντρου Γεωεπιστημών GFZ Helmholtz και των συνεργατών του, η ανάλυση κρυστάλλων ηλικίας 3,3 δισεκατομμυρίων ετών αποκάλυψε αδιάσειστα στοιχεία για μια πολύ πιο δυναμική πρώιμη Γη από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως.
Τα ευρήματα, που περιγράφονται λεπτομερώς σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Communications , υποδηλώνουν ότι διαδικασίες όπως η καταβύθιση και ο σχηματισμός του ηπειρωτικού φλοιού ήταν ήδη σε εξέλιξη κατά τη διάρκεια ή λίγο μετά την Αδη Εποχή, αναδιαμορφώνοντας τις αντιλήψεις για τη διαμορφωτική γεωλογική ιστορία του πλανήτη.
Η Αδηική Εποχή, που εκτείνεται από περίπου 4,6 έως 4,0 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, παραμένει ένα από τα πιο αινιγματικά κεφάλαια στην ιστορία των 4,5 δισεκατομμυρίων ετών της Γης. Ξεκίνησε με τη συσσώρευση του πλανήτη και μια κολοσσιαία σύγκρουση με ένα σώμα στο μέγεθος του Άρη που σχημάτισε τη Σελήνη, αφήνοντας το εσωτερικό λιωμένο.
Ένας στερεός φλοιός τελικά σταθεροποιήθηκε πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, αλλά οι επιστήμονες συζητούν εδώ και καιρό το επακόλουθο τεκτονικό καθεστώς. Πολλά μοντέλα υποθέτουν μια φάση «στασιμού καλύμματος», όπου ένα άκαμπτο εξωτερικό κέλυφος εμπόδισε σημαντική ανακύκλωση της επιφάνειας, με την υποβύθιση και την τεκτονική των πλακών του σύγχρονου τύπου να εμφανίζονται πολύ αργότερα.
Νέα έρευνα από το Έργο Επιχορήγησης Συνέργειας του ERC «Παρακολούθηση της Εξέλιξης της Γης μέσα στο Χρόνο» (MEET) αμφισβητεί αυτή την άποψη. Γεωχημικοί εξέτασαν ισότοπα στροντίου και ιχνοστοιχεία που διατηρούνται σε μικροσκοπικά εγκλείσματα τήγματος μέσα σε κρυστάλλους ολιβίνης ηλικίας 3,3 δισεκατομμυρίων ετών από τον Σχηματισμό Weltevreden.
Αυτές οι μικροσκοπικές εστίες αρχαίου μάγματος προσφέρουν σπάνιες, άμεσες πληροφορίες για τις χημικές συνθήκες του μανδύα και του φλοιού της πρώιμης Γης. Συμπληρώνοντας αυτό, οι γεωδυναμικοί μοντελιστές στο GFZ πραγματοποίησαν εξελιγμένες προσομοιώσεις για να συνδέσουν τις γεωχημικές υπογραφές με τεκτονικές διεργασίες μεγάλης κλίμακας.
Τα συνδυασμένα στοιχεία υποδεικνύουν ενεργή καταβύθιση και επιταχυνόμενη ανάπτυξη του ηπειρωτικού φλοιού πολύ νωρίτερα από ό,τι επέτρεπαν πολλές θεωρίες. «Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η εκτεταμένη καταβύθιση και η ανάπτυξη του ηπειρωτικού φλοιού μπορεί να έχουν ξεκινήσει αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια νωρίτερα από ό,τι είχαν προταθεί προηγούμενες θεωρίες», υποδηλώνει η ερμηνεία των ερευνητών μέσω των ολοκληρωμένων δεδομένων.
Αυτό υποδηλώνει έναν πιο ζωντανό κόσμο του Άδη, με έντονη μεταφορά θερμότητας από τον μανδύα που οδηγεί στην ανακύκλωση του φλοιού και όχι σε ένα στατικό κάλυμμα. Μια τέτοια πρώιμη δραστηριότητα θα είχε βαθιές επιπτώσεις στην εξέλιξη του πλανήτη, επηρεάζοντας ενδεχομένως την εμφάνιση σταθερών ηπείρων, τον κύκλο του άνθρακα, ακόμη και συνθήκες κατάλληλες για την προέλευση της ζωής. Οι κρύσταλλοι ολιβίνης, αν και τροποποιήθηκαν κατά τη διάρκεια αιώνων, διατήρησαν αμετάβλητους πυρήνες που διατήρησαν αυτές τις κρίσιμες ενδείξεις.
Κρύβεται δυσοίωνα κάτω από τα πολλά φυσικά θαύματα της Καλιφόρνια, μια υπενθύμιση ότι τίποτα σε αυτό το τοπίο δεν είναι πραγματικά μόνιμο.
Έχει περιγραφεί ως «η μητέρα όλων των σεισμικών ρηγμάτων», η πηγή τόσο της γεωλογικής μας γέννησης όσο και, ίσως, της τελικής μας καταστροφής.
Αλλά το πιο ανησυχητικό πράγμα σχετικά με το ρήγμα του Σαν Αντρέας αυτές τις μέρες μπορεί να είναι η σιωπή του. Είναι ένα μυστήριο που οι επιστήμονες εξακολουθούν να προσπαθούν να λύσουν.
Το Σαν Αντρέας βρίσκεται στο επίκεντρο κάθε συζήτησης για την Καλιφόρνια. Είναι η τεράστια ραχοκοκαλιά της πολιτείας, μήκους 800 μιλίων, που εκτείνεται κατά μήκος της κοιλάδας Coachella μέχρι τα βουνά San Gabriel και εκτείνεται κατά μήκος της άκρης της Silicon Valley πέρα από τη Χρυσή Πύλη.
Δεν υπάρχει απλή απάντηση στο γιατί το μεγαλύτερο σε μήκος ρήγμα της Καλιφόρνια, υπεύθυνο για μερικούς από τους ισχυρότερους σεισμούς της Αμερικής, έχει προκαλέσει τόσο λίγους τον τελευταίο αιώνα.
Αλλά είναι σαφές ότι η περίοδος ηρεμίας μόνο αυξάνει την πίεση στον ποταμό Σαν Αντρέας, καθώς και στο δεύτερο μεγαλύτερο ρήγμα της πολιτείας, το Σαν Χασίντο.
Μια νέα μελέτη υπογραμμίζει την ανησυχία. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι βασικά τμήματα του ρήγματος στη Νότια Καλιφόρνια βρίσκονται στο υψηλότερο επίπεδο τεκτονικής τάσης τα τελευταία 1.000 χρόνια.
Το San Andreas, με άλλα λόγια, είναι κλειδωμένο, φορτωμένο και αναπόφευκτο.
Τεκτονική τικ
Υπάρχουν γενιές Καλιφορνέζων που δεν έχουν βιώσει ποτέ την οργή του Σαν Αντρέας.
Το ρήγμα ήταν υπεύθυνο για έναν μεγασεισμό που σάρωσε την τότε αραιοκατοικημένη πολιτεία το 1857 — ένα γεγονός που, αν επαναληφθεί σήμερα, θα προκαλούσε μαζική καταστροφή.
Το 1906, «μια ρωγμή στην άκρη του κόσμου», όπως την περιέγραψε ο συγγραφέας Σάιμον Γουίντσεστερ, ισοπέδωσε το Σαν Φρανσίσκο.
Οι σύγχρονοι Καλιφορνέζοι έχουν αναγκαστεί να αρκεστούν στις εκδοχές CGI του Χόλιγουντ για το ρήγμα, οι οποίες το παρουσιάζουν ως έναν από τους πιο σκοτεινούς κακούς της πολιτείας μας.
Αργά ή γρήγορα, όμως, λένε οι επιστήμονες, τα σεισμικά ρήγματα της Καλιφόρνια θα διαρραγούν με τρόπο που δεν έχει παρατηρηθεί στη σύγχρονη εποχή. Ενώ η Καλιφόρνια έχει δει αξιόλογες σεισμικές δονήσεις από τον μεγάλο σεισμό του Σαν Φρανσίσκο το 1906, τα ρήγματα της πολιτείας είναι ικανά να προκαλέσουν έντονες δονήσεις σε μια πολύ μεγαλύτερη περιοχή από ό,τι παρατηρούνται σε πιο σύγχρονα γεγονότα, όπως οι σεισμοί Sylmar, Loma Prieta ή Northridge.
«Συσσωρεύουμε συνεχώς αυτή την ενέργεια του σεισμού και πρέπει να απελευθερωθεί. Και ο μόνος τρόπος για να απελευθερωθεί είναι μέσω μεγάλων σεισμών», δήλωσε η γεωλόγος της Γεωλογικής Υπηρεσίας των ΗΠΑ, Κέιτ Σάρερ, μία από τους συν-συγγραφείς της νέας μελέτης. «Οι μικροί δεν το κάνουν πραγματικά».
Η τελευταία μελέτη, που δημοσιεύθηκε τον περασμένο μήνα στο Journal of Geophysical Research: Solid Earth, είχε ως στόχο να δημιουργήσει ένα μοντέλο που υπολόγιζε τη σεισμική παραμόρφωση σε τρία βασικά τμήματα των ρηγμάτων San Andreas και San Jacinto, όπου αυτά τέμνονται στο πέρασμα Cajon στην κομητεία San Bernardino.
Το μοντέλο βασίζεται σε διάφορους παράγοντες: τον εκτιμώμενο χρόνο των σεισμών στα ρήγματα σε σχέση με ένα αρχείο των τελευταίων 1.000 ετών, δορυφορικές παρατηρήσεις για το πόσο γρήγορα κινούνται οι τεκτονικές πλάκες και εκτιμήσεις για το πόσο άκαμπτος είναι ο φλοιός της Γης, γεγονός που καθορίζει πόση πίεση μπορεί να προσαρμοστεί και στη συνέχεια να απελευθερωθεί, δήλωσε ο Scharer.
Το υπολογιστικό μοντέλο «διαπίστωσε ότι η τεκτονική τάση έχει πλέον φτάσει σε υψηλότερα επίπεδα από οποιαδήποτε άλλη στιγμή σε ολόκληρο αυτό το αρχείο. Από το μοντέλο, βλέπουμε ότι οι συνθήκες που ιστορικά προηγήθηκαν των μεγάλων ρήξεων των αρθρώσεων που διέσχιζαν και τα δύο συστήματα ρηγμάτων πλησιάζουν τώρα», δήλωσε η Liliane Burkhard, κύρια συγγραφέας της μελέτης και επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο της Βέρνης στην Ελβετία και στο Ινστιτούτο Γεωφυσικής και Πλανητολογίας της Χαβάης στο Πανεπιστήμιο της Χαβάης.
Ο τελευταίος ισχυρός σεισμός που έπληξε τις αστικές περιοχές της Νότιας Καλιφόρνια, ο σεισμός μεγέθους 6,7 Ρίχτερ στο Νόρθριτζ του 1994, προκάλεσε σοβαρές ζημιές και τον θάνατο περίπου 60 ανθρώπων. Ωστόσο, περιορίστηκε κυρίως σε μια σχετικά μικρή περιοχή της κομητείας του Λος Άντζελες.
Συγκριτικά, ένας υποθετικός σεισμός μεγέθους 7,8 Ρίχτερ στο νότιο Σαν Αντρέας θα προκαλούσε ταυτόχρονα βίαιες δονήσεις στις κομητείες Λος Άντζελες, Όραντζ, Ρίβερσαϊντ, Σαν Μπερναρντίνο, Βεντούρα και Ιμπίριαλ και θα μπορούσε να οδηγήσει σε 1.800 θανάτους, σύμφωνα με εκτίμηση της Γεωλογικής Υπηρεσίας των ΗΠΑ που δημοσιεύθηκε το 2008.
Τα ευρήματα της τελευταίας μελέτης δεν αλλάζουν τη συνολική προσδοκία για έναν μεγάλο σεισμό που θα πλήξει τη Νότια Καλιφόρνια. Υπογραμμίζουν όμως τον επίμονο κίνδυνο — καθώς και την πιθανή κλίμακα της καταστροφής.
Υπάρχει 60% πιθανότητα ένας σεισμός μεγέθους 6,7 Ρίχτερ ή μεγαλύτερος να χτυπήσει την περιοχή του Λος Άντζελες έως το 2045, σύμφωνα με εκτιμήσεις του USGS που δημοσιεύθηκαν το 2015. Υπάρχει περίπου 1 στις 5 πιθανότητες ένας τέτοιος σεισμός να χτυπήσει το ρήγμα του Σαν Αντρέας εντός της κομητείας του Λος Άντζελες και της ενδοχώρας.
Γιατί η ξηρασία;
Η δεκαετιών σχετική σεισμική ξηρασία «είναι μια ασυνήθιστα μεγάλη μεσεισμική περίοδος και η πίεση συσσωρεύεται συνεχώς καθ' όλη τη διάρκεια», δήλωσε ο Burkhard.
Οι συγγραφείς δημιούργησαν μια κινούμενη εικόνα 28 δευτερολέπτων, που δείχνει πώς η τεκτονική τάση αυξήθηκε κατά μήκος των ρηγμάτων τα τελευταία 1.000 χρόνια. Στη συνέχεια, μεγάλοι σεισμοί απελευθερώνουν αυτήν την τάση, προτού ξεκινήσει ξανά ο κύκλος.
Η μελέτη υπολόγισε ότι το ρήγμα του Σαν Αντρέας, ακριβώς βορειοδυτικά του περάσματος Καχόν, και το ρήγμα του Σαν Χασίντο, ακριβώς νοτιοανατολικά του περάσματος, βρίσκονται στην υψηλότερη τεκτονική τους τάση από το έτος 1100.
Το πέρασμα, περίπου 50 μίλια βορειοανατολικά του κέντρου του Λος Άντζελες, σηματοδοτεί τη διαχωριστική γραμμή μεταξύ των βουνών Σαν Γκάμπριελ στα δυτικά και των βουνών Σαν Μπερναρντίνο στα ανατολικά.
Συγκεκριμένα, οι συγγραφείς της μελέτης υπολόγισαν ότι η τρέχουσα τεκτονική τάση ήταν 2,8 μεγαπασκάλ στον ποταμό Σαν Αντρέας βορειοδυτικά του περάσματος, ξεπερνώντας τα προηγούμενα υψηλά των 2,7 λίγο πριν από τους μεγάλους σεισμούς το 1469 και το 1691.
Για το Σαν Χασίντο, οι συγγραφείς υπολόγισαν μια τρέχουσα σεισμική τάση 3,6 μεγαπασκάλ, ξεπερνώντας το προηγούμενο υψηλό των 2,9 πριν από έναν σεισμό το έτος 1249.
Η μελέτη σημείωσε ότι έχει περάσει ασυνήθιστα μεγάλο χρονικό διάστημα από τότε που ένας μεγασεισμός έπληξε τη Νότια Καλιφόρνια. Το ρήγμα του Σαν Αντρέας βορειοδυτικά του περάσματος Καχόν συνήθως έχει μεγάλους σεισμούς κάθε 100 έως 150 χρόνια, δήλωσε ο Σάρερ, αν και διαστήματα περίπου 200 ετών δεν είναι ασυνήθιστα.
Στον ποταμό Σαν Αντρέας νοτιοανατολικά του περάσματος, μεγάλοι σεισμοί συμβαίνουν συνήθως κάθε 200 έως 250 χρόνια. Αλλά ο πιο πρόσφατος σεισμός στον ποταμό Σαν Αντρέας κατά μήκος της θάλασσας Σάλτον, κοντά στα σύνορα με το Μεξικό, ήταν πριν από περίπου 300 χρόνια.
Υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί στο μοντέλο της μελέτης, αναγνωρίζουν οι επιστήμονες. Για παράδειγμα, το μοντέλο υποθέτει ότι όταν σημειώνονται μεγάλοι σεισμοί, όλη η τεκτονική τάση που είχε συσσωρευτεί στο ρήγμα απελευθερώνεται, «οπότε ξεκινάτε σε μια θεμελιώδη κατάσταση μηδέν και στη συνέχεια συσσωρεύετε ξανά μέχρι να έχετε το επόμενο μεγάλο γεγονός», είπε ο Scharer.
Αλλά το αν όλο αυτό το στρες απελευθερώνεται πράγματι κατά τη διάρκεια ενός μεγάλου σεισμού δεν είναι οριστικά γνωστό.
Τεκτονικοί κίνδυνοι
Κάθε φορά που χτυπάει, ένας υπερμεγέθης σεισμός στο νότιο Σαν Αντρέας θα είναι μοναδικός, χωρίς κανέναν άλλο σεισμό που έχει ξαναδεί κανείς στην Καλιφόρνια.
Ο σεισμός του 1857, που εκτιμάται ότι ήταν μεγέθους 7,9 Ρίχτερ, παρήγαγε 63 φορές περισσότερη ενέργεια δόνησης από τον σεισμό του Northridge το 1994 και σε πολύ μεγαλύτερη έκταση της πολιτείας.
Το 1994 , η «έντονη δόνηση» ή το Επίπεδο 9 στην Τροποποιημένη Κλίμακα Έντασης Mercalli , που προκαλούσε μεγάλες ζημιές σε σημαντικά κτίρια, επηρέασε μόνο ένα μέρος της κοιλάδας του San Fernando.
Αλλά ένας σεισμός μεγέθους 7,8 Ρίχτερ στο Σαν Αντρέας, όπως υποτίθεται από το USGS στο σενάριο ShakeOut του 2008, θα προκαλούσε αυτό το είδος δόνησης σε όλη τη Νότια Καλιφόρνια.
Το 1994, οι ομάδες έκτακτης ανάγκης από όλη τη Νότια Καλιφόρνια μπόρεσαν να επικεντρώσουν το μεγαλύτερο μέρος των προσπαθειών τους σε περιοχές που είχαν πληγεί ιδιαίτερα σκληρά. Αυτό δεν θα ήταν δυνατό σε περίπτωση καταστροφής σε ολόκληρη την περιοχή.
Μπορεί να είναι δελεαστικό για τους Καλιφορνέζους να αποφεύγουν να μιλάνε για τον «Μεγάλο Πόλεμο» αφού τον έχουν ακούσει για το μεγαλύτερο μέρος της ζωής τους. Ωστόσο, οι γενεαλογικές καταστροφές συμβαίνουν — είτε πρόκειται για σεισμό στο Σαν Φρανσίσκο το 1906, τυφώνα στη Νέα Ορλεάνη το 2005 ή τσουνάμι στον Ινδικό Ωκεανό το 2004 ή στην Ιαπωνία το 2011.
Τεκτονικές ανταμοιβές
Οι σεισμοί αποτελούν μέρος της «συμφέρουσας» ζωής στην Καλιφόρνια, προϊόν των ίδιων δυνάμεων που επιτρέπουν στους ανθρώπους να κάνουν σκι και σερφ την ίδια μέρα. Η ίδια τεκτονική που προκαλεί τους σεισμούς λειτουργεί ως καλλιτέχνες τοπίου της πολιτείας, δήλωσε ο Τζούλιαν Λόζος, αναπληρωτής καθηγητής γεωλογικών επιστημών στο Πανεπιστήμιο Cal State Northridge.
«Επειδή βρισκόμαστε στην άκρη της ηπείρου, βρισκόμαστε σε ένα όριο πλάκας και είμαστε ένα όριο πλάκας για μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Υπάρχουν συνεχώς πράγματα που συγκρούονται στη Βόρεια Αμερική, κολλάνε σε αυτήν, ανυψώνονται, εκρήγνυνται και γλιστρούν τριγύρω», είπε ο Λόζος.
Η Σιέρα Νεβάδα, η ισχυρότερη οροσειρά της Καλιφόρνια, «είναι τα εντόσθια των ηφαιστείων που υπήρχαν εκεί όταν υπήρχε ζώνη καταβύθισης... και στη συνέχεια, όταν αυτά τα ηφαίστεια σταμάτησαν να εκρήγνυνται, τα εντόσθιά τους ανυψώθηκαν μέσα από τον φλοιό», είπε ο Λόζος.
Οι ίδιες δυνάμεις που προκαλούν σεισμούς είναι επίσης αυτές που οδήγησαν στο σχηματισμό χρυσού στους πρόποδες της Σιέρα, υποκινώντας την περίφημη έξαρση της πολιτείας.
Η τεκτονική κίνηση δημιούργησε επίσης τη σημερινή Κεντρική Κοιλάδα, μια εξαιρετικά παραγωγική γεωργική περιοχή που κάποτε ήταν μέρος του ωκεανού, στη συνέχεια εσωτερική θάλασσα και στη συνέχεια λίμνη γλυκού νερού, είπε ο Λόζος.
«Όλα όσα βλέπουμε εδώ είναι πράγματα που σχηματίστηκαν εξαιτίας αυτών των ορίων πλάκας τότε, και τώρα μετακινούνται γύρω από τα όρια της πλάκας», είπε ο Λόζος. «Έτσι, αν δεν είχαμε κάτι τέτοιο, θα ήμασταν Νεμπράσκα».
Αλλά οι κίνδυνοι, όπως και οι ανταμοιβές, είναι σημαντικοί. Ο Σαν Αντρέας διασχίζει πόλεις στην Εσωτερική Αυτοκρατορία. Η λεκάνη του Λος Άντζελες διατρέχει επίσης κίνδυνο.
Αν ένας σεισμός στο Σαν Αντρέας έρθει από το νότο και κατευθυνθεί βόρεια, θα μεταφέρει όλη αυτή την ενέργεια της δόνησης «κατευθείαν στο κέντρο της πόλης», είπε ο Λόζος, προκαλώντας δόνηση που θα μπορούσε να διαρκέσει δύο έως τρία λεπτά.
«Γεωλογικά, το Λος Άντζελες είναι ένα μπολ με ζελέ. Είναι ένα μπολ από σκληρό βράχο γεμάτο με πραγματικά μαλακό, μαλακό υλικό που κουνιέται πολύ εύκολα», είπε ο Λόζος.
Δεν είναι βέβαιο γιατί επικρατούσε τόσο ησυχία μεταξύ των σεισμών, είπε ο Scharer. Μια άλλη μελέτη , που δημοσιεύθηκε το 2023, υπέδειξε ότι η έλλειψη ξαφνικών, μεγάλων πλημμυρικών υδάτων που διοχετεύονται στη λίμνη Cahuilla, τον μεγαλύτερο ιστορικό πρόγονο της θάλασσας Salton, μπορεί να έχει κάποια σχέση με αυτό.
Ο Scharer είπε ότι τα αποτελέσματα της μελέτης αποτελούν μια καλή υπενθύμιση για να προετοιμαστούμε για τον επόμενο μεγάλο σεισμό.
Βεβαίως, τα αποτελέσματα του υπολογιστικού μοντέλου δεν αποτελούν πρόβλεψη και όλα τα μοντέλα έχουν τους περιορισμούς και τις αβεβαιότητές τους. Ωστόσο, η υπόθεσή του ότι τα συστήματα ρηγμάτων είναι «περισσότερο φορτωμένα από οποιαδήποτε άλλη στιγμή στην καταγραφή των 1.000 ετών», είπε ο Burkhard, «είναι ένα εύρημα που αξίζει να ληφθεί σοβαρά υπόψη».
«Τελικά, το πιο σημαντικό μήνυμα είναι απλό: Ας βεβαιωθούμε ότι είμαστε προετοιμασμένοι», είπε.
Αυτή η ιστορία δημοσιεύτηκε αρχικά στους Los Angeles Times .
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου