تتمتع منطقة صدع سياتل، وهي شبكة من الصدوع الضحلة التي تهدد منطقة بوجيه ساوند، بقصة أصل جديدة تعتمد على دراسة نشرت في Tectonics والتي تشير إلى أن تكوينها كان بسبب تشوه تكتوني قبل حوالي 55 مليون سنة. تكشف هذه الدراسة عن تفاعلات الجزيرة البركانية القديمة مع صفيحة أمريكا الشمالية، بهدف تحسين نمذجة المخاطر لمنطقة مكتظة بالسكان.
تشير الأدلة المغناطيسية إلى أن منطقة صدع سياتل الخطيرة ربما تكون قد تشكلت منذ انقسام الحافة القارية إلى النصف قبل 50 مليون سنة، مما يوفر تفسيرًا جديدًا محتملًا لتكوين الصدع.
تتكون منطقة صدع سياتل من سلسلة من الصدوع الضحلة التي تقطع الأراضي المنخفضة في بوجيه ساوند، مما يعرض أكثر من أربعة ملايين شخص في المنطقة لخطر الزلازل المدمرة. توفر دراسة حديثة منظورًا جديدًا حول التكوين الأولي لنظام الصدع، والذي يهدف إلى تحسين التنبؤ وفهم المخاطر المحتملة لهذه المنطقة المكتظة بالسكان. ونشرت الدراسة في التكتونيةمجلة جامعة الخليج العربي للأبحاث في تطور وبنية وتحول قشرة الأرض والقشرة العليا.
ينشط صدع سياتل اليوم بسبب القوى المؤثرة على المنطقة نتيجة التشوه التكتوني المستمر في الغرب والجنوب، لكنه لم يستمر إلى الأبد. بدت واشنطن في العصر الإيوسيني مختلفة عما هي عليه اليوم، مع وجود خط ساحلي شرق مدينة سياتل اليوم وسلسلة من الجزر البركانية على طول الساحل.
وتقول الدراسة إنه منذ حوالي 55 مليون سنة، تم سحب سلسلة الجزر نحو القارة. وعندما اصطدمت بصفيحة أمريكا الشمالية، صعد جزء منها إلى القشرة وتم امتصاص الباقي تحتها. وبين هاتين المنطقتين، تكون القشرة متوترة وممزقة. ويقول مؤلفو الدراسة إن تلك المنطقة المسيلة للدموع القديمة مهدت الطريق الجيولوجي لصدع سياتل الحديث.
وقالت ميغان أندرسون، عالمة الجيوفيزياء في هيئة المسح الجيولوجي بواشنطن والمؤلفة الرئيسية للدراسة: “إنها مفاجأة تامة. إنها ليست المرة الأولى التي نذهب فيها إلى هناك، لكن نتائجنا تتنبأ بأن صدع سياتل هو صدع قديم كبير اندثر”. موجود اليوم.”
تمر منطقة صدع سياتل الحديثة مباشرة عبر منطقة بوجيه لولاندز ذات الكثافة السكانية العالية، بما في ذلك سياتل ومنطقة المترو التابعة لها. قبل خمسين مليون سنة، انقسمت القارة إلى قسمين هنا، مما مهد الطريق الجيولوجي لصدوع حديثة، وفقًا لدراسة تكتونية جديدة. الائتمان: هيئة المسح الجيولوجي بواشنطن.
لغز عظيم
يقع شمال غرب المحيط الهادئ إلى الداخل من منطقة اندساس كاسكاديا، حيث يتم سحب القشرة المحيطية السميكة تحت القارة. في عام 1700، أدى تمزق منطقة الاندساس بطول 1000 كيلومتر (620 ميل) تقريبًا إلى حدوث زلزال كبير بين 8.7 و9.2؛ هزت المنطقة زلازل صغيرة طوال القرن العشرين ومؤخرًا خلال زلزال نيسكوالي عام 2001. سياتل مخطئة 923-924 م مشوهة بشكل ملحوظاستنادًا إلى التقاليد الشفهية القبلية المحلية والأدلة الجيولوجية على طول ساحل بوجيه ساوند.
على الرغم من النشاط الزلزالي في المنطقة، لم يبدأ العلماء في دراسة منطقة صدع سياتل بشكل جدي حتى التسعينيات.
وقال أندرسون: “هناك الكثير من عدم اليقين بشأن صدع سياتل أكثر من صدع سان أندرياس، على سبيل المثال”. “يمكن أن يؤدي صدع سياتل إلى حدوث زلزال بقوة 7.2 درجة على مقياس ريختر، ونحن نريد أن نكون مستعدين له. لا يزال أمام علماء الجيولوجيا الهندسية الكثير ليتعلموه لإجراء محاكاة أفضل للزلازل وفهم المخاطر المحتملة على مجتمعاتنا.
اعتمد العمل السابق لتحديد هندسة صدع سياتل في العمق بشكل أساسي على البيانات السيزمية، التي تنتقل عبر الموجات الصوتية وتنعكس بواسطة طبقات الصخور تحت السطح. كشفت البيانات عن أخطاء وهياكل جيولوجية فسرها علماء الزلازل والجيولوجيون بشكل مختلف. لقد كانوا يعلمون أن المنطقة تحتوي على منطقة صدع كبيرة، لكن العلماء كانوا قلقين بشأن الطرق المختلفة التي تم بها ربط أجزاء الصدع، ومدى عمق امتدادها، ومدى انحدارها في الصخر.
شرع أندرسون وزملاؤه في اختبار الفرضيات الحالية لهندسة منطقة الصدع من خلال رسم خرائط لصخور بعمق كيلومتر عبر غرب واشنطن وبناء صورة أكثر اكتمالاً للبنية الجيولوجية للمنطقة. تختلف الجاذبية والمجالات المغناطيسية عبر سطح الأرض بناءً على كثافة الصخور وتكوينها، لذلك قام أندرسون بتجميع تلك البيانات الخاصة بغرب واشنطن ودمجها مع البيانات الزلزالية. وقام الباحثون بجمع عينات صخرية من التكوينات الجيولوجية التي تتوافق مع أجزاء مختلفة من الصدع القديم والنظام الجبلي.
تكشف البيانات المغناطيسية المجمعة جوًا لغرب واشنطن (ألوان الخلفية) أن الصدوع الموجودة على جانبي صدع سياتل الحديث (الخطوط السوداء) موجهة في اتجاهات مختلفة، مما يشير إلى انفصال كبير بين الشمال والجنوب. وفقًا لمؤلفي دراسة تكتونية جديدة، ربما يكون التمزق الكبير بين الاندساس والاختطاف (الاندساس والتراكم) قد تطور من الإجهاد. الائتمان: تم التعديل بواسطة أندرسون وآخرون./التكتونيات
استخدم الباحثون نماذج حاسوبية لتحديد الفرضيات التي تناسب بيانات الجاذبية والمغناطيسية والزلازل. لم تظهر بيانات الجاذبية النمط المعقد، لكن البيانات المغناطيسية فاتتها بيانات زلزالية سرية رئيسية: في أعماق القشرة الأرضية، يتغير الصخر المغناطيسي باستمرار، مما يشير إلى طبقات مائلة تغير نوع الصخور. وفي عرض الخريطة، تكون المعالم الموجودة على جانبي منطقة صدع سياتل بعيدة عن بعضها البعض؛ إلى الشمال من منطقة صدع سياتل، تضرب الهياكل زاوية من الشمال إلى الشمال الغربي، وإلى الجنوب، تضرب من الشمال الشرقي.
تلك التوجهات المذهلة جعلت أندرسون يتوقف؛ لقد أشاروا إلى سلسلة جبال قديمة، ولكن للتحقق من ذلك، كان لا بد من مطابقة بيانات عرض خريطة أندرسن مع صخور أعمق. ولربط عرض الخريطة بجيولوجيا الصخور المعروفة والأعمق، رسم أندرسون ملفًا رأسيًا للصخور الموجودة تحت السطح، ووجد أن بعض تلك الهياكل غاصت في اتجاهات مختلفة تحت الأرض.
وقال أندرسون: “هذه كلها توجهات مختلفة للغاية”. “من الصعب جدًا القيام بذلك إذا كانت الهياكل منفصلة عن بعضها البعض ولا يوجد مكان للبدء من جديد.”
عثر أندرسون على تفسير جديد محتمل للتاريخ المبكر لمنطقة صدع سياتل وسبب إعادة تنشيطها اليوم.
تمزق في استمرارية القشرة الأرضية
منذ حوالي 55 مليون سنة، أشارت البيانات إلى أن الجزء الشمالي من سلسلة الجزر قد انغمس، ولكن الجزء الجنوبي أضيف أو تم نقله فوق القشرة الأرضية مع سحب منطقة الاندساس فوق سلسلة من الجزر المحيطية. على مدى مليوني سنة، عندما تم اختطاف الجزر، انهارت إلى سلسلة جبال مطوية ومنحنية ذات مناظر طبيعية تشبه جبال بلو ريدج في أبالاتشيا اليوم.
كانت الجزر ستتعرض لضغوط لا تصدق ومجزأة مع انتقال المنطقة من القمع إلى الانتشار.
وقال أندرسون: “كان من الممكن أن يكون تمزقًا بطيئًا ومستمرًا، كما لو كانت القشرة تقشر نفسها”. “مع تقدم المرض، أصبح الخطأ المسيل للدموع أطول.”
تتداخل هذه المنطقة “الممزقة” تمامًا مع منطقة صدع سياتل الحديثة.
كان من الممكن أن يتوقف التمزق الشديد بعد سحق الجزر في القارة، لكن الضرر كان قد وقع. خلقت منطقة الصدع الشديدة قشرة مجزأة وضعيفة، مما مهد الطريق الجيولوجي لمنطقة صدع سياتل الحديثة.
وبعيدًا عن تقديم تفسير محتمل لسبب وجود منطقة الصدع، فإن نتائج دراسة هندسة أقدم الصدوع والهياكل الجيولوجية في واشنطن توفر تفاصيل قيمة حول الطابق السفلي الموجود أسفل حوض سياتل وداخله. ويمتلئ الحوض بكيلومترات من الصخور الرسوبية الفضفاضة التي تجعل الهزات الزلزالية أقوى، وستساعد البيانات الجديدة العلماء على بناء نماذج أكثر دقة للهزات المستقبلية في المنطقة.
أندرسون متحمس لاستخدام النتائج التي توصل إليها لمواصلة دراسة الصدوع النشطة في غرب واشنطن.
وقال أندرسون: “لقد كان من الممتع حقًا العثور على هذه القصة التكتونية المدفونة، والآن ستوفر أساسًا أفضل للإجابة على أسئلتنا الأصلية حول هندسة الصدع النشط لخطأ سياتل وأخطاء أخرى في غرب واشنطن”.
المرجع: “البنية العميقة لسيليزيا في الأراضي المنخفضة في بوجيه: تصوير الهضبة المحجوبة وحزام الدفع التراكمي مع المجالات المحتملة” M.L. أندرسون، RJ. بلاكلي، آر.إي. ويلز وج.ت. دراغوفيتش, 06 فبراير 2024, التكتونية.
دوى: 10.1029/2022TC007720
