นักวิจัยเปิดเผยความลับเกี่ยวกับการเกิดรอยเลื่อนเดนาลีของอลาสกา

การศึกษารอยเลื่อนเหล่านี้สามารถช่วยให้นักธรณีศาสตร์ไม่เพียงเข้าใจกระบวนการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกซึ่งช่วยก่อตัวเป็นทวีปและภูเขาของดาวเคราะห์ได้ดีขึ้น แต่ยังจำลองอันตรายจากแผ่นดินไหวได้ดีขึ้นด้วย ปัญหาคือการศึกษาเกี่ยวกับรอยเลื่อนประเภทนี้ส่วนใหญ่จะตื้นเขิน (ตามตัวอักษร) โดยมองเฉพาะที่ชั้นบนของเปลือกโลกซึ่งเป็นจุดที่รอยเลื่อนก่อตัวขึ้น งานวิจัยใหม่ที่นำโดยนักแผ่นดินไหววิทยาแห่งมหาวิทยาลัยบราวน์เจาะลึกลงไปในพื้นโลก วิเคราะห์ว่าส่วนของรอยเลื่อนที่อยู่ใกล้พื้นผิวเชื่อมต่อกับฐานของแผ่นเปลือกโลกในเนื้อโลกอย่างไร นักวิทยาศาสตร์พบว่าการเปลี่ยนแปลงของความหนาของแผ่นเปลือกโลกและความแข็งแรงของแผ่นเปลือกโลกที่ลึกลงไปมีบทบาทสำคัญในตำแหน่งของรอยเลื่อนเดนาลี (Denali Fault) ในอะแลสกา ซึ่งเป็นหนึ่งในรอยเลื่อนสไตรค์สลิปที่สำคัญของโลก การค้นพบนี้เริ่มเติมช่องว่างที่สำคัญในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับพฤติกรรมของรอยเลื่อนทางธรณีวิทยาและปรากฏขึ้นเมื่อมันลึกลงไป และในที่สุดพวกมันก็สามารถช่วยนำทางนักวิจัยในอนาคตในการพัฒนาแบบจำลองแผ่นดินไหวที่ดีขึ้นสำหรับรอยเลื่อนจากการกระแทก บริเวณที่เกิดแผ่นดินไหวบ่อยครั้งและรุนแรง "นั่นหมายความว่าเมื่อนักธรณีวิทยาจำลองวงจรแผ่นดินไหว พวกเขาจะมีข้อมูลใหม่เกี่ยวกับความแข็งแรงของหินที่อยู่ลึกลงไป ซึ่งจะเป็นประโยชน์ในการทำความเข้าใจพลวัตของรอยเลื่อนเหล่านี้ ความเครียดจะก่อตัวขึ้นบนรอยเลื่อนเหล่านี้อย่างไร และรอยเลื่อนเหล่านี้อาจแตกได้อย่างไรในอนาคต Karen M. Fischer ผู้เขียนการศึกษาและศาสตราจารย์ด้านธรณีฟิสิกส์ของ Brown กล่าว การศึกษาซึ่งตีพิมพ์ในGeophysical Research Lettersนำโดยศิษย์เก่าของบราวน์ อิซาเบลลา กามา ซึ่งทำงานเสร็จเมื่อปีที่แล้วขณะที่เธอศึกษาระดับปริญญาเอก นักศึกษาภาควิชา Earth, Environmental and Planetary Sciences ของมหาวิทยาลัย บทความนี้เน้นไปที่รอยเลื่อนเดนาลีเป็นหลัก ซึ่งเป็นรอยเลื่อนยาว 1,200 ไมล์ที่คดโค้งไปทั่วอะแลสกาส่วนใหญ่และบางส่วนทางตะวันตกของแคนาดา ในปี พ.ศ. 2545 ที่นี่เคยเกิดแผ่นดินไหวขนาด 7.9 ริกเตอร์ ซึ่งพัดพาทะเลสาบไปไกลถึงซีแอตเทิล เท็กซัส และนิวออร์ลีนส์ นักวิจัยใช้ข้อมูลใหม่จากเครือข่ายสถานีคลื่นไหวสะเทือนที่ทันสมัยเพื่อสร้างแบบจำลอง 3 มิติใหม่ของความเร็วคลื่นไหวสะเทือนทั่วอะแลสกา ด้วยเครื่องมือที่เป็นนวัตกรรมใหม่นี้ นักวิจัยได้ค้นพบการเปลี่ยนแปลงของความหนาและความแข็งแรงภายในของแผ่นเปลือกโลกที่อลาสก้าตั้งอยู่ แบบจำลองนี้แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงของความแข็งแรงของแผ่นเปลือกโลกซึ่งขยายลึกถึงประมาณ 80 กิโลเมตรนั้น ป้อนกลับเข้าไปในกลไกของจุดที่เกิดรอยเลื่อนเดนาลีได้อย่างไร นักธรณีวิทยาทราบดีว่าเปลือกโลกที่อยู่ทางใต้ของรอยเลื่อนเดนาลีนั้นหนากว่า ในขณะที่เปลือกโลกทางเหนือของรอยเลื่อนนั้นบางกว่า สิ่งที่ไม่ชัดเจนคือข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงในส่วนเนื้อโลกที่อยู่ลึกลงไปของแผ่นเปลือกโลก ในการศึกษาครั้งใหม่นี้ นักวิจัยได้บันทึกสิ่งที่เชื่อว่าเป็นครั้งแรกที่รอยเลื่อนเดนาลีก่อตัวขึ้นเนื่องจากความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้นทางด้านเหนือของรอยเลื่อนที่เคลื่อนผ่านแผ่นเปลือกโลกด้านบน พวกเขาพบว่าเมื่อมองดูที่ฐานของแผ่นเปลือกโลกหรือธรณีภาค ธรณีภาคจะแข็งกว่าและหนากว่าทางด้านเหนือของรอยเลื่อน เทียบกับด้านใต้ที่บางกว่าและอ่อนกว่ามาก ส่วนที่ลึกกว่าของแผ่นเปลือกโลกทางทิศเหนือสามารถทำหน้าที่เป็น backstop ได้ พวกเขาอธิบายไว้ในกระดาษ พวกเขาสรุปได้ว่ารอยเลื่อนที่พื้นผิวก่อตัวขึ้นและอยู่ที่ขอบของธรณีภาคที่หนาและแข็งแรงกว่านี้ Gama กล่าวว่า "มีการโต้เถียงกันว่ารอยเลื่อนในชั้นเปลือกโลกที่เปราะบางซึ่งอยู่ตื้นกว่าจะไม่เชื่อมต่อกับโครงสร้างในส่วนที่ลึกที่สุดของแผ่นเปลือกโลก แต่ที่นี่เราแสดงให้เห็นว่ามีรอยเลื่อน" Gama กล่าว "และนี่อาจหมายถึงหลายสิ่งหลายอย่าง ตัวอย่างเช่น หมายความว่าเราอาจคาดการณ์ได้ว่าแผ่นดินไหวจะเกิดขึ้นลึกกว่าที่เคยคิดไว้สำหรับรอยเลื่อนแบบสไตรค์สลิป เช่น รอยเลื่อนเดนาลี และการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกอาจเกิดขึ้นบนขอบเขตที่ชัดเจนซึ่งขยายจากรอยเลื่อนตื้นๆ ไปจนถึงฐานของจาน” ช่องทางการวิจัยของนักวิทยาศาสตร์เปิดกว้างขึ้นเมื่อ IRIS ซึ่งเป็นกลุ่มวิจัยที่ได้รับทุนสนับสนุนจาก National Science Foundation และอุทิศตนเพื่อการสำรวจภายในของโลก ได้นำ EarthScope Transportable Array ไปใช้งานในอลาสก้าตั้งแต่ปี 2014 ถึง 2021 เทคโนโลยีขั้นสูงนี้ ได้แก่ ชุดเครื่องมือวัดคลื่นไหวสะเทือนขนาดใหญ่ การติดตั้งชั่วคราวที่ไซต์ต่างๆ ทั่วสหรัฐฯ ทำให้นักวิจัยอย่าง Gama และ Fischer สามารถวัดคุณสมบัติของเปลือกโลกและชั้นเนื้อโลกที่อยู่ลึกลงไป ซึ่งไม่เคยเป็นไปได้มาก่อน ต่อไป นักวิจัยวางแผนที่จะตรวจสอบแนวรอยเลื่อนแบบสไตรค์สลิปอื่นๆ ทั่วโลกอย่างใกล้ชิด เพื่อดูว่าพวกเขาสามารถพบความแปรผันที่คล้ายคลึงกันในโครงสร้างของแผ่นเปลือกโลกที่ลึกลงไปได้หรือไม่ รอยเลื่อนสไตรค์สลิปที่เป็นที่รู้จักกันดีอื่นๆ ได้แก่ รอยเลื่อนซาน แอนเดรียสในแคลิฟอร์เนีย และรอยเลื่อนอนาโตเลียนในตุรกี ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ทำให้เกิดแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ในอดีต ตัวอย่างเช่น รอยเลื่อนซานแอนเดรียสทำให้เกิดแผ่นดินไหวในปี 1906 ที่ซานฟรานซิสโกซึ่งคร่าชีวิตผู้คนไปหลายพันคน "เราหวังว่าโครงการต่างๆ เช่น EarthScope Transportable Array จะได้รับการสนับสนุนต่อไป เพื่อให้เราสามารถรับภาพที่มีความละเอียดสูงขึ้นของภายในโลกได้จากทุกที่บนโลก" Gama กล่าว "เราหวังว่าจะได้รับความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกโดยใช้ภาพเหล่านี้ และจะเริ่มต้นด้วยการตรวจสอบว่ารอยเลื่อนแบบสไตรค์สลิปอื่น ๆ ปรากฏขึ้นและทำงานอย่างไร โดยมองหาความคล้ายคลึงกับอะแลสกา จากนั้นข้อมูลนี้สามารถป้อนกลับไปปรับปรุงแบบจำลองสำหรับการเกิดแผ่นดินไหวได้ "