מיפוי תלת-ממדי של העתק מתחת לים מרמרה חושף אתרים סבירים לרעידות אדמה עתידיות

לפי חוקרים מ-"Science Tokyo", מודל תלת-ממדי חדש של ההעתק (שבר) מתחת לים מרמרה בטורקיה חושף היכן עלולה להתרחש רעידת אדמה גדולה בעתיד. באמצעות מדידות אלקטרומגנטיות, הצוות מיפה מבנים נסתרים המסייעים להסביר כיצד רעידות אדמה מתחילות והיכן עשויות להתרחש קריעות באזור זה.

ההיסטוריה הסיסמית ותבניות ההעתקים של טורקיה

הרפובליקה של טורקיה שוכנת באחד האזורים הפעילים ביותר מבחינה סיסמית בכדור הארץ, הכולל אינטראקציות בין הלוחות האירו-אסיאתי, האפריקאי, הערבי והאנטולי. בשל כך, טורקיה פגיעה במיוחד לרעידות אדמה, ורבות וקטלניות תועדו מאז הקמת הרפובליקה.

מאז רעידת האדמה בארזינג'אן ב-1939, שגבתה את חייהם של למעלה מ-30,000 בני אדם, מדענים הבחינו בתבנית מוזרה: רעידות אדמה הרסניות עוקבות אחר נדידה מובהקת מערבה לאורך מה שמכונה "העתק צפון אנטוליה" (NAF).

מחקר חדש וטכניקות מידול

כיום, מדעני כדור הארץ מעריכים כי האזור שמתחת לים מרמרה, שהיה שקט מבחינה סיסמית במשך למעלה מ-250 שנה, הוא המיקום הסביר ביותר לרעידת האדמה הגדולה הבאה. עם זאת, למרות מאמצי מחקר נרחבים באזור, מבנה ההעתק מתחת לים מרמרה נותר לא מובן מספיק, מה שמקשה על איתור מדויק של מיקומי רעידות אדמה עתידיות ויישום אסטרטגיות אופטימליות למזעור נזקי אסונות.

על רקע זה, צוות מחקר בראשות ד"ר יאסואו אוגאווה, פרופסור אמריטוס ועמית מחקר במרכז הרב-תחומי לחקר חוסן במכון הטכנולוגי של טוקיו (Science Tokyo), יפן, יחד עם ד"ר טולאי קאיה-אקן מאוניברסיטת בואזיצ'י בטורקיה, ערכו מחקר המעמיק משמעותית את הידע שלנו על המאפיינים שמתחת להעתק צפון אנטוליה בים מרמרה.

עבודתם מציגה את המודל התלת-ממדי (3D) הראשון של אזור תת-קרקעי קריטי זה, ומספקת תובנות יסודיות על התהליכים העומדים בבסיס היווצרות רעידות אדמה.

כיצד נוצר מודל ההעתק התלת-ממדי

כדי ליצור את המודל, החוקרים השתמשו במערך נתונים גדול של מדידות מגנטוטלוריות שנלקחו על ידי יותר מ-20 תחנות שנפרסו בעבר.

תחנות מגנטוטלוריות יכולות להקליט שינויים עדינים בשדות החשמליים והמגנטיים של כדור הארץ הנגרמים על ידי מבנים עמוק מתחת לאדמה. מידע זה אפשר לצוות לשחזר, באמצעות תהליך המכונה "אינוורסיה תלת-ממדית", ייצוג תלת-ממדי של ההתנגדות החשמלית של האזור עד לעומקים של עשרות קילומטרים מתחת לקרקעית הים.

באמצעות ניתוח המודל הסופי, הצוות זיהה אזורים רבים בעלי התנגדות גבוהה והתנגדות נמוכה. מכיוון שהתנגדות עומדת ביחס הפוך לנוכחות מים, אזורים בעלי התנגדות נמוכה הם חלשים יותר מבחינה מכנית, בעוד שאלו בעלי התנגדות גבוהה הם חזקים יותר ו"נעולים" במקומם.

השלכות על חיזוי רעידות אדמה

"אנו מאמינים כי האנומליות של ההתנגדות שנצפו מסמלות אזורים של הצטברות מאמץ (Stress), ושופכות אור על התהליכים המתמשכים של מכניקת ההעתקים הפועלים באזור קריטי זה," מדגיש אוגאווה.

החוקרים מסיקים כי קרעים קטסטרופליים עתידיים באזור זה עלולים להתחיל (nucleate) בגבולות שבין חלקים חלשים וחזקים יותר של קרום כדור הארץ, או בקצוות של אזורי התנגדות.

באופן כללי, עבודה זו תסייע למדעני כדור הארץ להתקרב למתן תשובה לשאלה דחופה עבור תושבי טורקיה. אוגאווה אמר: "התוצאות שלנו יכולות לשמש להערכת המיקום והעוצמה הפוטנציאלית של רעידות אדמה עתידיות מסוג 'Megathrust', עם השלכות משמעותיות על מניעת אסונות ומזעור נזקים."

מאמצי מחקר נוספים יתרמו בתקווה להצלת חיים ולצמצום הנזק הפוטנציאלי שייגרם מרעידת האדמה הגדולה הבאה בהעתק צפון אנטוליה.