거대한 해저 저수지 발견 – 뉴질랜드에서 신비한 지진을 설명할 수 있음

뉴질랜드 근처 해저 아래에서 발견된 대규모 저수지는 천천히 미끄러지는 지진과 지각 활동의 메커니즘에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.

연구자들은 현재 지각 깊은 곳에 있는 잃어버린 화산 고원의 퇴적물과 암석에 바닷물이 갇혀 있는 것을 발견했습니다. 3D 지진 영상을 통해 이 물은 뉴질랜드 해안에서 떨어진 해저 2마일 아래에 있으며, 뉴질랜드 북섬에 직면한 주요 지진 단층을 완충할 가능성이 있는 것으로 나타났습니다.

느린 지진과 물

단층은 느린 미끄러짐 현상이라고 불리는 느리게 움직이는 지진을 일으키는 것으로 알려져 있습니다. 이는 며칠, 몇 주에 걸쳐 억눌린 지각 압력을 무해하게 풀어줄 수 있습니다. 과학자들은 왜 다른 결함보다 일부 결함에서 더 자주 발생하는지 알고 싶어합니다.

많은 천천히 진행되는 지진은 묻힌 물과 관련이 있는 것으로 생각됩니다. 그러나 현재까지 이 특별한 뉴질랜드 열곡에 그렇게 큰 저수지가 존재했음을 암시하는 직접적인 지질학적 증거는 없습니다.

히쿠랑이 고원은 1억 2천 5백만 년 전 태평양에서 시작된 일련의 대규모 화산 폭발의 유적입니다. 텍사스 대학 지구물리학 연구소가 주도한 최근 지진 조사(빨간색 직사각형)에서는 고원이 뉴질랜드의 히쿠랑이 섭입대(빨간색 선)로 섭입하는 모습을 촬영했습니다. 크레딧: Andrew Gas

이번 연구를 수행한 수석 저자인 Andrew Ghez는 “아직 단층에 어떤 영향이 미치는지 정확히 알 수 있을 만큼 깊이 볼 수는 없지만 여기에 흐르는 물의 양이 평소보다 훨씬 많다는 것을 알 수 있습니다.”라고 말했습니다. 텍사스대학교 지구물리학연구소(UTIG)에서 박사후 연구원으로 일하고 있습니다.

해당 연구는 최근 저널에 게재됐다. 과학의 발전 이는 UTIG의 연구원들이 이끄는 지진 탐사와 과학적 해양 시추를 기반으로 합니다.

더 깊은 이해를 구하라

현재 웨스턴 워싱턴 대학(Western Washington University)의 박사후 연구원인 가스(Gase)는 물이 어디에서 끝나는지 찾기 위해 더 깊은 시추를 통해 단층 주변의 압력에 영향을 미치는지 여부를 연구자들이 판단할 수 있도록 해야 한다고 주장합니다. 이는 보다 정확한 이해로 이어질 수 있는 중요한 정보입니다. 그는 대규모 지진에 대해 말했습니다.

물탱크 자산

연구자들이 물을 발견한 장소는 1억 2500만 년 전 미국 크기의 용암 구름이 태평양의 지구 표면을 뚫고 나올 때 형성된 광대한 화산 지역의 일부입니다. 이 사건은 알려진 지구상에서 가장 큰 화산 폭발 중 하나였으며 수백만 년 동안 지속되었습니다.

Gaz는 지진 스캔을 사용하여 고대 화산 고원의 3D 이미지를 구축했으며, 그곳에서 매장된 화산을 둘러싸고 있는 두껍고 층이 많은 퇴적물을 보았습니다. UTIG의 그의 동료들은 화산암 샘플에 대한 실험실 실험을 수행했으며 물이 화산암 부피의 거의 절반을 차지한다는 사실을 발견했습니다.

히쿠랑이 고원의 지진 이미지는 지구 내부와 그 구성 요소에 대한 세부 정보를 보여줍니다. 노란색 선 아래의 청록색 층은 암석 내에 물이 묻혀 있음을 보여줍니다. 텍사스 대학 지구물리학 연구소의 연구원들은 이 물이 인근 히쿠랑이 섭입대에서 발생하는 지진을 완화할 수 있다고 믿고 있습니다. 크레딧: Andrew Gas

“정상적인 해양 지각은 약 700만~1000만년이 되면 훨씬 적은 양의 물을 함유하게 됩니다.”라고 그는 말했습니다. 지진 조사에 따르면 해양 지각은 10배나 오래되었지만 훨씬 더 습한 상태로 남아 있습니다.

Gaz는 폭발이 발생한 얕은 바다가 일부 화산을 침식하여 매몰 중에 대수층처럼 물을 저장하는 다공성 부서진 암석으로 만들었다고 추측합니다. 시간이 지남에 따라 암석과 그 파편은 진흙으로 변해 더 많은 물을 가두게 되었습니다.

지진 이해에 대한 시사점

과학자들은 지하수 압력이 천천히 미끄러지는 지진을 통해 지각 응력을 방출하는 조건을 만드는 핵심 요소일 수 있다고 믿기 때문에 이 발견은 중요합니다. 이는 일반적으로 물이 풍부한 퇴적물이 단층과 함께 묻혀 지하에 물을 가둘 때 발생합니다. 그러나 뉴질랜드 열곡에는 이러한 전형적인 해양 퇴적물이 거의 포함되어 있지 않습니다. 대신, 연구자들은 고대 화산과 변성암(현재는 점토)이 균열이 삼켜질 때 많은 양의 물을 아래로 운반했다고 믿고 있습니다.

이번 연구의 공동 저자이자 과학 시추 임무의 공동 수석 과학자인 UTIG의 데미안 사퍼(Demian Saffer) 이사는 이번 결과가 전 세계의 다른 지진 단층도 비슷한 상황에 있을 수 있음을 시사한다고 말했습니다.

“이것은 지진의 행동을 포함하여 유체와 지각 단층의 이동 방식 사이의 관계를 보여주는 매우 명확한 예입니다.”라고 그는 말했습니다. “이것은 우리가 실험실 실험에서 가설을 세웠고 일부 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 예측한 것이지만 지각판 규모에서 이를 테스트할 수 있는 명확한 현장 실험은 거의 없습니다.”

참고 자료: Andrew C.의 “화산이 풍부한 상부 지각의 범람은 얕은 추력과 느린 미끄러짐을 위한 유체를 제공합니다.” 가스, 네이선 L. 뱅스, 데미안 M. 사파르, 한 슈슈, 피터 K. 밀러, 레베카 E. 벨, 아라이 료타, 스튜어트 A. Henrys, Shuichi Kodaira, Richard Davey, Laura Fram 및 Daniel H.N. Parker, 2023년 8월 16일, 과학의 발전.
도이: 10.1126/sciadv.adh0150

이 연구는 미국 국립과학재단과 뉴질랜드, 일본, 영국의 과학 연구 기관의 자금 지원을 받았습니다.