南極のオルカ海底火山が85,000の地震の群れに襲われた

キングジョージ島のカルリーニ基地。地震帯に最も近い地震計とブランズフィールド海峡があります。 クレジット：Milton Percy Placencia Linares

遠隔地では、地球物理学的手法の組み合わせにより、海底下のマグマの動きが原因として特定されます。

南極の沖合でも火山が見られます。 2020年の85,000以上の地震のシーケンスは、この地域でこれまで観測されなかった割合に達した群発地震である、長年の不活発な深海火山Orcaで記録されました。 そのような出来事は、そのような遠隔地、したがってツールが不十分な地域でも非常に詳細に研究および説明できるという事実は、現在、ジャーナルに発表された国際チーム研究によって示されています。 地球と環境のコミュニケーション。

ドイツ、イタリア、ポーランド、米国の研究者がこの研究に参加しました。この研究は、ドイツ地球科学研究センター（GFZ）ポツダムのSimonSiskaが主導しました。 彼らは、地震、地質学、リモートセンシングの手法を組み合わせて、地殻とマントルの境界近くの地球のマントルからほぼ地表へのマグマの急速な移動が群発地震をどのように引き起こしたかを判断することができました。

南アメリカの先端と南極の間のオルカ火山

群発地震は主に火山活動地域で発​​生します。 そのため、地殻内の流体の動きが原因と考えられます。 Orca Marineは、海底から約900メートルの高さにあり、底の直径が約11キロメートルの大きな海底楯状火山です。 南極半島とアルゼンチンの南端の南西にあるサウスシェトランド諸島の間の海路であるブランズフィールド海峡に位置しています。

南極沖の地震活動地域のイラスト。 クレジット：Cescaetal。 2022; Nature Commun Earth Environ 3、89（2022）; doi.org/10.1038/s43247-022-00418-5（CC BY 4.0）

過去、この地域の地震は穏やかでした。 しかし、2020年8月に激しい群発地震が発生し、半年以内に85,000件以上の地震が発生しました。 GFZの地震と火山の物理学のセクション2.1の科学者であり、現在公開されている研究の筆頭著者であるシモーネ・チェスカは、群れと同時に、横方向の地盤変位を報告しています。 10センチ以上の記録があり、隣接するキングジョージ島で約1センチの小さなリフトが記録されました。

遠隔地での研究課題

Siskaは、国立海洋学および応用地球物理学研究所（OGSとボローニャ大学（イタリア）、ポーランド科学アカデミー、ハノーバーのライプニッツ大学、ドイツ航空宇宙センター（DLR）、ポツダム大学）の同僚とこれらのイベントを研究しました。 課題は、遠隔地に従来の地震計がほとんどないことでした。つまり、2つの地震観測所と2つのGNSS観測所（地上局は JLopal nフライト s衛星 s地球の変位を測定するシステム）。 このように、擾乱とその進化の年代を再構築し、その原因を特定するために、チームは、レーダー干渉法を使用して地盤変位を測定する、遠方の地震観測所からのデータとInSAR衛星からのデータを分析しました。 重要なステップは、データを正しく解釈するために、いくつかの地球物理学的手法を使用してイベントをモデル化することでした。

地震イベントの再構築

研究者たちは、乱れの発生を2020年8月10日までさかのぼり、わずか128の地震を含む元の世界的な地震カタログを85,000を超えるイベントに拡大しました。 群れは、2020年10月2日（Mw 5.9）と11月6日（MW 6.0）に2回の大地震でピークに達し、その後沈静化しました。 2021年2月までに、地震活動は大幅に減少しました。

群発地震の主な原因は、地震過程だけではキングジョージ島で観測された強い表面変形を説明できないため、科学者たちはマグマの浸透と大量のマグマの移動を特定しました。 測地データに基づいて、体積マグマ貫入岩の存在を独立して確認することができます。

地震はその起源から始まり、最初に上向きに、次に横方向に移動しました。深部クラスター地震は、上部マントルの貯留層または地殻とマントルの境界から広がる垂直マグマへの応答として解釈されますが、地表地殻地震は北東に広がり、成長するマグマダムの上を走ります。横方向には、約20キロメートルの長さに達します。

地震は11月中旬までに急激に減少し、約3か月の継続的な活動の後、マグニチュード6.0MWのシリーズ最大の地震の発生と一致しました。 群れの終わりは、大きな断層すべりを伴うマグマダムの圧力損失によって説明でき、海底噴火のタイミングを示している可能性がありますが、他のデータではまだ確認できません。

科学者たちは、GNSSおよびInSARデータをモデル化することにより、マグマのブランズフィールド侵入量が0.26〜0.56立方キロメートルの範囲であると推定しました。 これはまた、このエピソードを南極でこれまでに観察された最大の岩の爆発にします。

結論

Simon Siska氏は、次のように結論付けています。これは、地球物理学的機器を使用して、上部マントルまたは地殻マントル境界から浅い地殻へのマグマの浸透を監視できる数少ないケースの1つです。これは、マグマがマントルからほぼ地表にわずか数日で急速に移行することです。」

参考：「南極、ブランズフィールド海峡での溶融侵入による大地震群発地震」サイモン・チェスカ、モニカ・スーガン、オカシュ・ロジンスキー、サナズ・ファジディアン、ピーター・ナイムス、サイモン・ブラン、ジェッサ・ピーターセン、ジゴ・デン、エレオノーレ・リバルタ、アレッサンドロ・バーク-ヴァン・プラセンシア・リナレス、Sebastian Hyman and Thorsten Dahme、2022年4月11日、ここで入手可能。 地球と環境のコミュニケーション。
DOI：10.1038 / s43247-022-00418-5