شواهد لرزه‌ای از دو گسیختگی در زیر جنوب‌شرق ایران
- مجموعه: اخبار علمی و آموزشی
- تاریخ انتشار : شنبه, ۲۳ آبان ۱۴۰۵ ۱۲:۰۵
به گزارش انتخاب به نقل از الجزیره، گروهی از محققان چین، ایران و فرانسه در مطالعه‌ای منتشرشده در نیچر ژئوساینس، تصاویر لرزه‌ای جنوب‌شرق ایران را بررسی کردند. آن‌ها داده‌ها را نشانه وجود دو گسیختگی در صفحه‌ای می‌دانند که به درون گوشته فرو می‌رود. یافته‌ها نشان می‌دهند شکل ادامه صفحه در عمق برای مکران و زاگرس یکسان نیست.
از اقیانوس نئوتتیس تا برخورد قاره‌ها
نئوتتیس اقیانوسی باستانی بود که توده‌های قاره‌ای را از یکدیگر جدا می‌کرد. با حرکت صفحات، بستر سنگی آن به زیر صفحه مجاور فرو رفت و پهنه اقیانوس کوچک شد. این حرکت که فرورانش نام دارد، به بستر اقیانوس مربوط است. ادامه فرورانش باعث شد حاشیه قاره‌ها به یکدیگر نزدیک شوند و در بخشی از منطقه به هم برخورد کنند. ورود سنگ‌کره قاره‌ای به ناحیه فرورانش نیروهای وارد بر صفحه را تغییر داد. سنگ‌کره اقیانوسی متراکم‌تر است و می‌تواند در عمق بیشتری امتداد یابد. بخش قاره‌ای شناوری بیشتری دارد و در برابر ادامه فرورفتن مقاومت می‌کند.
مکران و زاگرس در این پژوهش دو نمونه از مراحل متفاوت تحول یک سامانه به شمار می‌روند. در شرق، نزدیک تنگه هرمز، هنوز سنگ‌کره اقیانوسی به زیر اوراسیا می‌رود. در غرب، حرکت صفحه عربی آن را به مرحله برخورد با اوراسیا رسانده است. کنار هم قرار گرفتن این دو وضعیت به زمین‌شناسان امکان می‌دهد اثر پایان یک اقیانوس را در امتداد همان مرز بررسی کنند. نئوتتیس در مقیاس میلیون‌ها سال بسته شد و بخش‌هایی از سنگ‌کره آن در گوشته جا ماند.
وقتی دو صفحه همگرا می‌شوند، لبه صفحه متراکم‌تر خم می‌شود و زیر لبه صفحه دیگر پیش می‌رود. هرچه این حرکت ادامه پیدا کند، مسافت بیشتری از بستر سنگی وارد گوشته می‌شود و سطح اقیانوسی میان قاره‌ها کمتر می‌شود. مرحله‌ای که حاشیه قاره‌ای به مرز می‌رسد با آغاز این حرکت تفاوت دارد. بالا آمدن نسبی بخش سبک‌تر و پایین رفتن بخش سنگین‌تر، کشش را در قسمت‌هایی از صفحه متمرکز می‌کند که هنوز به هم متصل‌اند.
تصویربرداری از گوشته با امواج لرزه‌ای
پژوهشگران از توموگرافی لرزه‌ای استفاده کردند. در این روش، اختلاف سرعت امواج عبوری از اعماق زمین برای ساختن تصویری از ساختار درونی تحلیل می‌شود. نتیجه از نظر شیوه ترکیب اندازه‌گیری‌ها به تصویربرداری مقطعی پزشکی شباهت دارد، با این تفاوت که داده‌ها از امواج لرزه‌ای به دست می‌آیند. پژوهش نشان داد صفحه اقیانوسی زیر مکران دست‌کم تا عمق ۴۵۰ کیلومتر امتداد دارد. در غرب، در ناحیه برخورد زاگرس، بخش قاره‌ای فرورونده از عمق ۳۰۰ کیلومتر فراتر نمی‌رود.
گروه تحقیق برای اندازه‌گیری، آرایه‌ای موقت از لرزه‌سنج‌های پهن‌باند در امتداد یک مسیر اصلی و پنج مسیر تکمیلی مستقر کرد. حدود ۱۸ ماه ثبت زمین‌لرزه‌های دوردست در سال‌های ۲۰۱۷ و ۲۰۱۸ نزدیک به ۵۷ هزار اندازه‌گیری از زمان حرکت دو نوع موج لرزه‌ای فراهم کرد. موج‌ها بسته به مسیرشان زمان‌های متفاوتی دارند. ترکیب اندازه‌گیری‌های مسیرهای گوناگون به محققان اجازه داد مدلی سه‌بعدی از تغییر سرعت موج در گوشته بالایی به دست آورند و شکل صفحه را در شرق و غرب مقایسه کنند.
مدل نشان می‌دهد زیر بخش پیش‌قوس مکران، صفحه اقیانوسی در مسیری تقریباً ۳۰۰ کیلومتری با شیب کم امتداد دارد. شیب آن زیر قوس آتشفشانی افزایش می‌یابد و نشانه‌های لرزه‌ای صفحه تا دست‌کم ۴۵۰ کیلومتر پیوسته است. زیر زاگرس، علاوه بر بخش قاره‌ای کم‌عمق‌تر، پژوهشگران نشانه‌هایی از بازمانده‌ای اقیانوسی در ژرفای بیشتر پیدا کردند. فاصله میان این دو بخش در مدل حدود ۱۰۰ کیلومتر است. این فاصله و تفاوت هندسه شرق و غرب به تیم کمک کرد محل جدا شدن را مشخص کند.
دو گسیختگی با مسیرهای متفاوت
تیم تحقیق گسیختگی نخست را با تغییر رفتار صفحه در گذار از فرورانش اقیانوسی به برخورد قاره‌ای مرتبط می‌داند. تفاوت حرکت بخش‌های قاره‌ای و اقیانوسی می‌تواند به شکافی تقریباً افقی و جدایش رو به شرق و جنوب بینجامد. گسیختگی دوم نزدیک محل تلاقی گودال مکران و یک مرز امتدادلغز دیده شد. در مرز امتدادلغز، جابه‌جایی دو سوی مرز عمدتاً در راستای افقی است. به تفسیر پژوهشگران، این پارگی احتمالاً از حوالی محل تلاقی آغاز شد و همراه با پیشروی بخش قاره‌ای به شمال، به سمت جنوب گسترش یافت. مؤسسه زمین‌شناسی و ژئوفیزیک آکادمی علوم چین آغاز تقریبی پارگی عمودی را حدود هشت میلیون سال پیش و گسترش آن را حدود ۲۰۰ کیلومتر برآورد کرده است.
در الگوی پیشنهادی زاگرس، بخش اقیانوسی و بخش قاره‌ای در آغاز به یکدیگر وصل بودند و به‌ترتیب وارد ناحیه فرورانش شدند. با ادامه فرورفتن بخش اقیانوسی، شکاف در امتداد محل اتصال پیش رفت و فضای گوشته را میان بخش کم‌عمق‌تر قاره‌ای و بازمانده اقیانوسی باز کرد. در مکران، وجود ناحیه‌ای با سرعت کمتر امواج میان قسمت‌های مجاور، یکی از نشانه‌هایی بود که گروه در توضیح پارگی دوم به آن استناد کرد.
گروه احتمال می‌دهد حرکت رو به شمال جبهه برخورد در زاگرس، مرز گذار را طولانی‌تر کرده و به توسعه شکاف به سوی جنوب کمک کرده باشد. بنابراین دو پارگی از دو جهت متفاوت به جدایی بخش‌های اقیانوسی و قاره‌ای کمک می‌کنند. تصاویر لرزه‌ای در فاصله میان آن‌ها نشانه‌ای از بخش پیوسته‌ای نیز دارند. اگر این اتصال واقعاً باقی مانده باشد، می‌تواند در حفظ زاویه کم فرورانش مکران و محدود کردن عقب‌نشینی صفحه نقش داشته باشد.
- گسیختگی نزدیک زاگرس با جدا شدن قسمت اقیانوسی در جریان برخورد قاره‌ای ارتباط دارد.
- گسیختگی حوالی گودال مکران به حرکت صفحه در مجاورت مرز امتدادلغز مربوط است.
چرا این یافته برای شناخت سطح زمین اهمیت دارد؟
جدا شدن بخش‌هایی از صفحه فرورونده ممکن است راه گردش مواد داغ گوشته را تغییر دهد. این تغییر می‌تواند بر ذوب و شکل‌گیری ماگما و همچنین بر نحوه توزیع تنش در پوسته اثر بگذارد. بررسی چنین سازوکارهایی به توضیح تغییر شکل سنگ‌ها، گسل‌ها و تحول منطقه در دوره‌های زمین‌شناختی کمک می‌کند. مطالعه درباره سازوکارهای بلندمدت است و پیش‌بینی وقوع زلزله یا فوران قریب‌الوقوع ارائه نمی‌کند.
در مدل پژوهش، باز شدن مسیر درون صفحه ممکن است به بالا آمدن مواد گرم گوشته کمک کرده باشد. تیم این سازوکار را برای بررسی منشأ بخشی از فعالیت ماگمایی منطقه از اواخر میوسن مطرح کرده است. اثر دیگر، تغییر نیروهایی است که از صفحه فرورونده به سنگ‌های بالاتر منتقل می‌شوند. از این رو، بررسی این دو شکاف می‌تواند به مقایسه تحول رشته‌کوه زاگرس با حاشیه مکران کمک کند و توضیح دهد چرا با وجود قرار گرفتن آن‌ها در یک سامانه، شیوه تغییر شکل پوسته در دو سوی مرز گذار یکسان نیست.
