GR: Испания и Португалия движутся из-за вращения Пиренейского полуострова

Фото из открытых источников

Исследование показало, что Пиренейский полуостров вращается по часовой стрелке, когда Африка сближается с Евразией на 5 миллиметров в год вблизи Гибралтара и Альборанского региона. Результаты исследования опубликованы в журнале Gondwana Research.

Группа исследователей на севере Испании объединила данные о землетрясениях, зафиксированных за десятилетия, с точными спутниковыми данными о местоположении на юге Иберийского полуострова, от побережья Атлантического океана до Гибралтара. Работу возглавил Асьер Мадариета-Чуррука в Университете Страны Басков / Euskal Herriko Unibertsitatea (EHU), где он изучает деформацию земной коры.

В геодинамике, науке о движении земной коры и действующих на нее силах, группа исследователей сопоставила закономерности распределения напряжений при землетрясениях со спутниковыми оценками деформации поверхности.

«Новые данные подтверждают, что Иберийский полуостров вращается по часовой стрелке», — говорит Мадариета-Тхуррука.

Вдоль южного побережья Иберия расположена вблизи границы тектонических плит, где две огромные земные коры раздвигаются, сдвигаются или расходятся. К югу от Иберийского полуострова Евразийская и Африканская плиты встречаются в широкой зоне активных структур, и напряжение распространяется повсеместно.

Такой неровный контакт также означает, что силы могут просачиваться вглубь материка, влияя на отдаленные разломы и долгосрочную форму полуострова. После землетрясений остается очаговый механизм, представляющий собой запись, показывающую, как сместился разлом, и указывающую направление напряжения в земной коре.

Объединив множество механизмов в этом регионе, исследователи определили, где преобладает сжатие, а где — боковое движение. Эти закономерности совпадали с известными сейсмическими зонами вблизи Кадисского залива, Бетических островов и некоторых районов Северной Африки.

С помощью глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS), использующей спутниковые навигационные сигналы для отслеживания движения земной поверхности, исследователи могут обнаруживать движения в масштабе миллиметров.

В рамках этого проекта сети станций GNSS по всей Иберийской полуострове помогли зафиксировать медленные изменения, которые невозможно обнаружить с помощью одних только землетрясений.

Спутники также показывают, где блоки земной коры движутся в разных направлениях, выявляя скрытое накопление напряжений вдоль границы тектонических плит. Учёные называют скорость растяжения или сжатия скоростью деформации, то есть скоростью, с которой земля меняет свою форму с течением времени.

Напряжение описывает внутренние взаимодействия между горными породами, и оно может указывать в одном направлении, даже если поверхность движется в другом.

Сравнение напряжений и деформаций позволяет исследователям проверить, находится ли зона в заблокированном состоянии, подвергается ли ползучести или деформируется в нескольких режимах.

Вблизи Гибралтарского пролива изогнутый горный пояс служит буфером между Африкой и Иберийским полуостровом на западе. К востоку от пролива значительные деформации накапливаются в самой дуге, и земная кора поглощает напряжение.

К западу от Гибралтара контакт между плитами выглядит более прямым, позволяя давлению распространяться на юго-западную часть Пиренейского полуострова и близлежащие морские разломы. К югу и востоку от Испании, в Альборанском регионе, земная кора тоньше и легче деформируется под постоянным сжатием.

Эта более мягкая зона помогает объяснить, почему часть напряжения поглощается до того, как достигнет северных районов, ограничивая сильные колебания вглубь материка. По краям разлома боковые разломы смешиваются с деформацией сжатия, образуя узоры, которые четко видны как на землетрясениях, так и на снимках GNSS.

Команда использовала эти карты, чтобы указать на вероятные активные разломы — разрывы, которые все еще могут вызывать землетрясения, даже там, где их следы на поверхности скрыты.

Испанская база данных (QAFI) отслеживает разломы, активные с четвертичного периода, охватывающего последние 2,6 миллиона лет. Пробелы в охвате данных QAFI, особенно в западных Пиренеях и вблизи Гибралтара, указывают на необходимость проведения полевых исследований и геофизических изысканий.

Результаты GNSS-анализа показывают, что движение наиболее интенсивно в западной части Иберийского полуострова, где скорость движения по земной поверхности возрастает по направлению к Атлантическому океану.

Юго-западные районы также расположены ближе к прямому контакту с тектоническими плитами, поэтому они сильнее ощущают на себе северное смещение со стороны Африки. Вероятно, эта закономерность ослабевает дальше на север, но исследование показывает, что в некоторых внутренних регионах по-прежнему наблюдается низкая, устойчивая деформация.

Влияет ли замедление темпов землетрясений на риск землетрясений в таких городах, как Лиссабон, Севилья или Рабат, где проживают миллионы людей? Риск зависит от того, какие разломы заблокированы и как часто они разрываются, и эта работа помогает сузить круг потенциальных объектов для анализа.

Более точные карты разломов также помогают в разработке строительных норм и планов действий в чрезвычайных ситуациях, поскольку они показывают, где наиболее вероятны сильные сотрясения.

В некоторых районах Иберийского полуострова наблюдается низкая напряженность атмосферы, однако небольшие землетрясения все же происходят, напоминая ученым, что спокойствие не означает неподвижность.

В Пиренеях отдельные участки горного пояса могут растягиваться в результате эрозии и поднятия земной коры, которые в течение длительных периодов времени приводят к восстановлению ее баланса. Южнее, в Атласских горах, могут происходить более сильные землетрясения, даже если колебания поверхности остаются незначительными в большинстве записей GNSS.

Иногда направления напряжений, полученные в результате землетрясений, и направления деформаций, полученные с помощью GNSS, не совпадают, особенно в местах, где землетрясения происходят редко.

В регионе также может происходить снятие напряжения без землетрясений, поэтому «тихие» движения могут оставлять четкий сигнал GNSS, но мало сейсмических деталей. В местах с небольшим количеством станций или сложной геологией возрастает неопределенность, и авторы предостерегают от чрезмерной интерпретации слабых закономерностей.

Увеличение количества станций GNSS в прибрежных водах и в Северной Африке позволило бы получить более точную картину, поскольку границы тектонических плит часто находятся под водой. Усовершенствованные каталоги землетрясений также позволяют выявлять более мелкие разломы, помогая исследователям из EHU связывать характер сотрясений с конкретными структурами на картах.

Более тесная взаимосвязь между QAFI и новыми полевыми исследования ми должна уменьшить «слепые зоны», особенно в регионах, отмеченных в ходе этой работы.

Движение тектонических плит происходит медленно, но постепенно оно формирует береговые линии, горные хребты, а также места, где люди строят дома и порты. Сочетая данные об напряжении, возникающем при землетрясениях, с данными о деформации, полученными с помощью GNSS, исследователи могут увидеть, как глубинные силы достигают поверхности.

Подобные данные помогают ученым проверять конкурирующие гипотезы о причинах деформации, от прямого воздействия тектонических плит до течения более мягкой земной коры. Ежегодные колебания Иберийского полуострова незначительны, однако спутниковые и сейсмические инструменты теперь отслеживают их с достаточной точностью, чтобы направлять исследования.

По мере роста объемов данных ученые могут определять места концентрации напряжений, а местные сообщества могут планировать свою деятельность с учетом наиболее активных разломов.