Επιστήμονες ανακάλυψαν μια κρυφή κατηγορία σεισμών στον βαθύ μανδύα κάτω από τη Γιούτα, ανατρέποντας υποθέσεις δεκαετιών σχετικά με το πού μπορούν να εκδηλωθούν οι σεισμοί.
Εκεί όπου τα πετρώματα «ρέουν» αντί να σπάνε
Επιστήμονες επιβεβαίωσαν ότι ένας μυστηριώδης σεισμός στη Γιούτα το 1979 εκδηλώθηκε σε βάθος σχεδόν 90 χιλιομέτρων κάτω από την επιφάνεια, ανατρέποντας τα δεδομένα για το βάθος των σεισμών κάτω από ηπείρους.
Αναλύοντας σεισμικά δεδομένα δεκαετιών, οι ερευνητές εντόπισαν “σεισμούς του ηπειρωτικού μανδύα” βαθιά στον άνω μανδύα της Γης, όπου τα πετρώματα αναμένονταν να ρέουν και όχι να σπάνε ξαφνικά. Σχεδόν πριν από μισό αιώνα, ένας μικρός σεισμός κάτω από τη βόρεια Γιούτα άφησε τους σεισμολόγους προβληματισμένους.
Το γεγονός φάνηκε να προέρχεται από πολύ μεγαλύτερο βάθος από ό,τι θεωρούνταν ικανοί να εκδηλωθούν οι σεισμοί κάτω από μια ήπειρο. Τώρα, μια νέα έρευνα από το Πανεπιστήμιο της Γιούτα επιβεβαίωσε ότι ο ασυνήθιστος σεισμός ήταν πραγματικός και αποτελούσε μέρος μιας σπάνιας κατηγορίας σεισμικών γεγονότων που συμβαίνουν βαθιά μέσα στον μανδύα της Γης.
Ο «αόρατος» σεισμός των 3,8 Ρίχτερ
Εκείνη την εποχή, ο μεταδιδακτορικός ερευνητής του Πανεπιστημίου της Γιούτα, Τζορτζ Ζαντ, ανέλυσε τα δεδομένα και υπολόγισε ότι ο σεισμός προήλθε περίπου 90 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας.
Αυτό το βάθος τον τοποθετούσε πολύ κάτω από τον φλοιό της Γης και βαθιά μέσα στον άνω μανδύα, μια τοποθεσία όπου οι επιστήμονες γενικά δεν περίμεναν να εκδηλωθούν σεισμοί. Ο σεισμός σημειώθηκε νωρίς το πρωί της 24ης Φεβρουαρίου 1979, κάτω από την πόλη Ράντολφ, κοντά στα σύνορα της Γιούτα με το Άινταχο και το Ουαϊόμινγκ. Αν και είχε μέγεθος 3,8 Ρίχτερ, κανείς δεν ανέφερε ότι τον ένιωσε. Οι σεισμικές καταγραφές φάνηκαν επίσης ασυνήθιστες, προκαλώντας μια πιο προσεκτική εξέταση.
Η μοναχική μάχη για την αποδοχή ενός γεωλογικού παραδόξου
“Το μεγάλο βάθος εξήγησε τον λόγο για τον οποίο ο σεισμός δεν έγινε αισθητός από τους ανθρώπους στην επιφάνεια”, δήλωσε ο Ζαντ, ο οποίος αργότερα υπηρέτησε για πολλά χρόνια στο τμήμα γεωλογίας του Πανεπιστημίου της Αριζόνα.
“Έκανα και κάποιες άλλες αναλύσεις που με έπεισαν για την εγκυρότητα αυτού του μεγάλου βάθους, αλλά ήταν δύσκολο να πείσω τους υπόλοιπους για την πραγματικότητα ενός τόσο ανώμαλου σεισμού στον μανδύα, ο οποίος εκδηλώθηκε σε μια περιοχή όπου δεν θα έπρεπε να υπάρχει κανένας”.
Δεκαετίες μετά, τα παλιά δεδομένα «μιλάνε» και αποκαλύπτουν ένα μοτίβο
Ο Ζαντ δημοσίευσε μια σύντομη σύνοψη για τον σεισμό του Ράντολφ στο περιοδικό Earthquake Notes, όμως το εύρημα συγκέντρωσε ελάχιστη προσοχή. Το ενδιαφέρον αναζωπυρώθηκε δεκαετίες αργότερα, όταν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Γιούτα επανεξέτασαν τις αρχικές σεισμικές καταγραφές.
Με επικεφαλής τον καθηγητή γεωλογίας Κιθ Κόπερ, η ομάδα μελέτησε ξανά τα δεδομένα των σεισμικών κυμάτων από τον σεισμό του 1979, μαζί με άλλους οκτώ ύποπτους βαθείς σεισμούς που είχαν σημειωθεί στη βόρεια Γιούτα και το νοτιοδυτικό Ουαϊόμινγκ. Η ανάλυσή τους επιβεβαίωσε ότι και τα εννέα γεγονότα προήλθαν πολύ κάτω από τον φλοιό, παρέχοντας ισχυρές αποδείξεις για την ύπαρξη αυτού που οι επιστήμονες ονομάζουν “σεισμούς του ηπειρωτικού μανδύα” (CMEs).
Τα ευρήματα απέκτησαν ακόμη μεγαλύτερη σημασία όταν ένας άλλος βαθύς σεισμός σημειώθηκε στις 10 Σεπτεμβρίου 2025, κοντά στο Μέιζερ, στη λεκάνη Γουίντα της Γιούτα. Το γεγονός εκείνο έφτασε σε μέγεθος τα 4.1 Ρίχτερ και προήλθε από βάθος περίπου 68 χιλιομέτρων κάτω από την επιφάνεια.
Η εστία του εντοπίστηκε περισσότερα από 20 χιλιόμετρα κάτω από την ασυνέχεια Μοχορόβιτσιτς, γνωστή ως “Μόχο”, η οποία ορίζει το όριο μεταξύ του φλοιού της Γης και του υποκείμενου μανδύα. Σε μια ξεχωριστή μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό The Seismic Record, οι ερευνητές περιέγραψαν τον σεισμό του Μέιζερ ως ένα “αρχετυπικό γεγονός του ηπειρωτικού μανδύα”.
Σεισμοί σε ένα ασυνήθιστο περιβάλλον
Σε αντίθεση με τους περισσότερους σεισμούς, αυτά τα βαθιά γεγονότα συμβαίνουν σε ένα περιβάλλον που χαρακτηρίζεται από ακραία θερμότητα και πίεση. Σε τέτοια βάθη, τα πετρώματα γενικά αναμένεται να παραμορφώνονται αργά παρά να σπάνε ξαφνικά.
“Αυτό είναι ένα παράδειγμα σεισμού που δημιουργείται κάτω από πολύ ασυνήθιστες συνθήκες, με υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση, όπου σχεδόν όλο το υλικό σε αυτό το βάθος πρόκειται να ρεύσει. Μοιάζει περισσότερο με μαστιχωτή καραμέλα (taffy) σε μεγάλες χρονικές κλίμακες, όπως εκατομμύρια χρόνια”, δήλωσε ο Κόπερ, ο οποίος διευθύνει τους Σεισμολογικούς Σταθμούς του Πανεπιστημίου της Γιούτα και υπήρξε κάποτε μαθητής του Ζαντ. “Παρόλα αυτά, μπορείς ακόμα να το διακρίνεις σε πετρώματα που έχουν επιστρέψει στην επιφάνεια· μπορείς να δεις πώς είχαν τεντωθεί”.
Ένας διαφορετικός τύπος σεισμού
Για να προσδιορίσουν πού ξεκινούν οι σεισμοί, οι σεισμολόγοι εξετάζουν τους χρόνους μετάδοσης των διαφορετικών σεισμικών κυμάτων που καταγράφονται από όργανα στην επιφάνεια. Μικρές διαφορές στους χρόνους άφιξης βοηθούν τους ερευνητές να εντοπίσουν με ακρίβεια την εστία του σεισμού.
Οι Σεισμολογικοί Σταθμοί του Πανεπιστημίου της Γιούτα έχουν διατηρήσει σεισμικές καταγραφές δεκαετιών, δημιουργώντας ένα πολύτιμο αρχείο για τη σύγχρονη ανάλυση. Ο μεταπτυχιακός φοιτητής Σον Χάτσινγκς (Sean Hutchings) χρησιμοποίησε αυτό το αρχείο για να μελετήσει γνωστούς βαθείς σεισμούς και να εντοπίσει επιπλέον γεγονότα, τα οποία προηγουμένως είχαν ταξινομηθεί ως σεισμοί του φλοιού.
“Πρόκειται για ένα είδος μυστηρίου όσον αφορά τη θεμελιώδη φυσική. Πώς στο καλό μπορούν να συμβούν αυτά τα πράγματα;”, δήλωσε ο Κόπερ. “Ένας άλλος λόγος για τον οποίο το ζήτημα είναι πολύ σημαντικό, είναι ότι δεν έχουμε ιδέα για το πόσο μεγάλοι μπορούν να γίνουν αυτοί οι σεισμοί. Με τους σεισμούς του φλοιού, μπορούμε να μετρήσουμε αυτό που θεωρούμε ως το μέγιστο δυνατό μέγεθός τους. Μετράμε τα ρήγματα που μπορούμε να χαρτογραφήσουμε κοντά στην επιφάνεια. Μπορούμε να μετρήσουμε το μήκος ενός τμήματος ρήγματος και αυτό μας δίνει στοιχεία για το πόσο μεγάλος μπορεί να είναι ένας σεισμός, γεγονός που μας βοηθά να εκτιμήσουμε τον σεισμικό κίνδυνο”.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν αρκετά χαρακτηριστικά που διαφοροποιούν αυτούς τους βαθείς σεισμούς από τα πιο γνώριμα σεισμικά γεγονότα. Εκδηλώνονται μεμονωμένα, χωρίς τους προσεισμούς και τους μετασεισμούς που συνήθως συνοδεύουν τους επιφανειακούς σεισμούς. Επίσης, συγκεντρώνονται κοντά στο δυτικό όριο του Κρατονίου του Ουαϊόμινγκ και συμβαίνουν σε περιοχές όπου οι θερμοκρασίες συχνά ξεπερνούν τους 700 βαθμούς Κελσίου.
Ο ρόλος του Κρατονίου του Ουαϊόμινγκ
Το Κρατόνιο του Ουαϊόμινγκ είναι ένα αρχαίο, σταθερό τμήμα της λιθόσφαιρας της Γης που εκτείνεται κάτω από περιοχές του Ουαϊόμινγκ και γειτονικών πολιτειών. Ο Κόπερ παρομοιάζει τα κρατόνια με παγόβουνα. Αντί να επιπλέουν στον ωκεανό, εκτείνονται προς τα κάτω, μέσα στον μανδύα της Γης, σαν την καρίνα ενός πλοίου.
Τοποθετημένο ανάμεσα στις τεκτονικά ενεργές δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες και το πιο σταθερό εσωτερικό της βορειοαμερικανικής πλάκας, το Κρατόνιο του Ουαϊόμινγκ έχει υποστεί σημαντική διάβρωση κατά τον γεωλογικό χρόνο. Ως αποτέλεσμα, η δομή του ποικίλλει από περιοχή σε περιοχή, και η λιθόσφαιρα γίνεται προοδευτικά πιο λεπτή προς το Άινταχο και τη Γιούτα.
Οι πρόσφατα επιβεβαιωμένοι βαθιοί σεισμοί εκδηλώνονται σε αυτή ακριβώς τη μεταβατική ζώνη. “Σε μια κλίμακα εκατομμυρίων ετών, ο μανδύας προσκρούει στο κρατόνιο και στη συνέχεια ρέει γύρω από αυτό”, δήλωσε ο Κόπερ. “Αυτή ακριβώς η αλληλεπίδραση, κατά την οποία η ροή του μανδύα εκτρέπεται γύρω από αυτή τη σκληρή κρατονική ρίζα, είναι που προκαλεί τον αυξημένο ρυθμό καταπόνησης, την αυξημένη παραμόρφωση και δημιουργεί επίσης επιπλέον τάσεις. Πιστεύουμε ότι αυτή η αλληλεπίδραση ανάμεσα στην καρίνα του παγόβουνου και το περιβάλλον μέσο γύρω από αυτήν είναι που οδηγεί σε αυτούς τους σεισμούς”.
