Ipoteze despre recentele unde seismice bizare care au uimit oamenii de ştiinţă

Valuri de unde seismice au apărut la aproximativ 25 de km în largul ţărmurilor insulei franceze Mayotte, situată între Africa şi nordul Madagascarului. Acestea au rezonat de-a lungul Africii, în Zambia, Kenya şi Ethiopia, conform celor relatate de National Geographic, apoi au traversat oceane vaste, ajungând în Chile, Noua Zeelandă, Canada chiar şi Hawaii la aproape 17.000 km depărtare.

Aceste valuri nu au trecut rapid, ele au vibrat timp de 20 de minute şi totuşi nimeni nu le-a simţit.

Experţii au fost în alertă şi au încercat să-şi explice fenomenul. O persoană a observat semnalul ciudat pe afişajul în timp real al seismogramelor de la U.S. Geological Survey (SUA).

Un analist entuziast al cutremurelor (@matarikipax) a văzut zigzaguri curioase şi le-a postat. Această acţiune a declanşat un alt tip de valuri şi cercetători din toată lumea au încercat să identifice sursa undelor. A fost un meteorit? O erupţie vulcanică submarină? Un monstru antic ce se ridică din adâncuri?

„Nu cred că am mai văzut aşa ceva până acum” a spus Goran Ekström, seismolog la Universitatea din Columbia, specializat în cutremure neobişnuite.

Multe aspecte ale undelor sunt bizare – de la sunetul lor surprinzător de monoton şi de joasă frecvenţă până la răspândirea lor globală. Cercetătorii încă mai aleargă după enigma geologică.

De ce sunt atât de ciudate undele de frecvenţă joasă

Într-un cutremur normal, presiunea acumulată în scoarţa Terrei este eliberată printr-o zdruncinare de câteva secunde. Aceasta trimite o serie de unde care radiază de la punctul fracturii, explică Stephen Hicks, seismolog de la Universitatea din Southampton.

Semnalele care călătoresc cel mai repede sunt unde primare sau unde-P, care sunt unde ale comprimării care se propagă în grupuri, la fel cum se întâmplă cu un simulator de cutremur (un arc lung şi moale întins pe o distanţă de câţiva metri în acest caz), care este împins lateral la un capăt. Apoi urmează undele secundare, sau undele-S, care au mai mult o mişcare laterală. Aceste aşa-numite unde ale corpului au frecvenţe relativ înalte, Hicks susţinând că este mai mult „un şuierat decât un zumzăit”.

În cele din urmă sunt undele de suprafaţă de lungă durată, care sunt similare semnalelor ciudate care au fost emise dinspre Mayotte. Pentru cutremure intense, undele de suprafaţă se pot propaga rapid în jurul planetei de multe ori, făcând Pământul să sune ca un clopot, spune Hicks.

Oricum, în acest eveniment nu a avut loc un cutremur mare care să fi declanşat undele lente recente. Este de specificat că aceste unde de lângă Mayotte sunt numite de cercetători monocromatice. Majoritatea cutremurelor emit unde cu o varietate de frecvenţe diferite, dar semnalul de la Mayotte a fost un zigzag clar dominat de un tip de unde care au durat 17 secunde până să se repete.

Istoria vulcanică a insulei Mayotte

Bazat pe monitorizările ştiinţifice făcute până acum, undele par să fie legate de o mulţime de seisme care au avut loc în apropierea insulei Mayotte începând din mai. Sute de cutremure au scuturat mica naţiune în această perioadă, majoritatea radiind de la aproximativ 50 km de ţărm, la est de sunetul ciudat. Majoritatea erau minore, dar cel mai mare a înregistrat o magnitudine de 5,8 grade pe 15 mai, cel mai mare din istoria insulei. Totuşi frecvenţa acestora a scăzut în ultimele luni şi niciun cutremur nu s-a produs pe 11 noiembrie, când au apărut undele misterioase.

Centrul francez de Supraveghere Geologică (BRGM) monitorizează atent cutremurele recente şi sugerează că un nou centru de activitate vulcanică ar putea să se dezvolte în apropierea ţărmului. Mayotte a fost formată în urma activităţilor vulcanice, dar craterele nu au erupt în ultimii 4.000 de ani. Însă analiştii francezi sugerează că această nouă activitate ar putea evidenţia mişcări ale magmei în larg, la kilometri de la ţărm, sub kilometri de apă. Cu toate că aceasta este o veste bună pentru locuitorii insulei, este mai dificil pentru geologi, deoarece este o zonă care nu a fost studiată în detaliu.

„Locaţia este la marginea hărţilor geologice pe care le avem” a spus Nicolas Taillefer, şeful unităţii de risc seismic francez. „Sunt multe lucruri pe care nu le ştim”. Cât despre misterul de pe 11 noiembrie, el a spus: „este ceva nou pentru staţiile noastre”.

Mişcări în ocean

Cercetătorii ştiu că Mayotte este în mişcare. De la mijlocul lui iulie, staţiile GPS de pe insulă au înregistrat o alunecare de 6 cm spre est şi 3 cm spre sud, conform raportului Centrului francez de Supraveghere Geologică din 12 noiembrie. Folosind aceste măsurători, Taillefer spune: agenţia estimează că magma ce măsoară aproximativ 0,5 km cubi îşi presează drumul spre suprafaţă lângă Mayotte.

Perioada de început a cutremurului a fost marcată de unde S şi P ale unor cutremure micuţe, explică Lomax, care a identificat micile pinguri prin filtrarea semnalelor de frecvenţă joasă. Asemenea semnale sunt asociate cu mişcarea magmei şi fracturarea rocilor în timp ce aceasta ţâşneşte prin crustă. Dar chiar şi acele semnale erau puţin ciudate, a spus Helen Robinson, un candidat la doctorat în vulcanologie aplicată la Universitatea din Glasgow.

„Sunt prea frumoase, sunt prea perfecte pentru a fi naturale”, glumeşte ea, adăugând repede că o sursă industrială este imposibilă, din moment ce nu sunt săpături sau aparate pentru energie acvatică acolo în adâncuri.

Ekström crede că evenimentele din ziua de 11 noiembrie au început de fapt cu un cutremur de magnitudine 5. A trecut neobservat deoarece a fost un cutremur lent. Aceste cutremure sunt mai silenţioase decât cele rapide, din moment ce sunt create de o eliberare graduală a presiunii care se poate întinde pe minute, ore sau chiar zile.

„Are loc aceeaşi deformare, dar nu este bruscă” spune Ekström.

Aceste cutremure lente sunt adesea asociate cu activitatea vulcanică. La vulcanul de pe muntele Nyiragongo din Republica Democratică Congo, cutremure lente asemănătoare şi unde de frecvenţe joase au fost corelate cu colapsul unei camere de magmă. Cutremurele lente erau de asemenea uimitor de frecvente în timpul celor mai recente evenimente ale Kilauea din Hawaii, care au produs aproximativ 60 de asemenea evenimente între mai şi finalul lui iulie, trimiţând unde seismice în toată lumea.

Asamblând puzzleul geodezic

Deci care este cauza vibraţiilor super lente de la Mayotte? O erupţie vulcanică submarină ar putea produce aşa ceva dar dovezile pentru un astfel de eveniment încă nu au apărut.

Majoritatea opiniilor curente se referă la rezonanţele din incinta magmei, declanşate de o mişcare la subsuprafaţă sau prăbuşirea incintei. Rezonanţa în sine poate fi orice fel de mişcare ritmică, precum sunetul mişcării rocilor vulcanice, sau al valurilor de presiune ce ricoşează din corpul magmei, explică Ekström. Studierea caracteristicilor complicate ale undelor seismice ar putea da indicii legate de mărimea şi forma magmei din subteran.

„Este ca un instrument muzical” spune Jean-Paul Ampuero, seismolog de la Universitatea Coasta de Azur din Franţa. „Notele instrumentului – indiferent dacă sunt joase sau înalte – depind de mărimea instrumentului.”

Uniformitatea ciudată a semnalului s-ar putea datora rocilor înconjurătoare şi sedimentelor, spune Lomax. Poate că geologia locală filtrează sunetul şi lasă doar valuri de câte 17 secunde să iasă.

Robinson este de acord cu ideea, adăugând că geologia din zonă este extrem de complexă. Mayotte se află într-o o regiune brăzdată de falii antice – incluzând zonele de fractură sudice ale super continentului Gondwana. Mai mult, crusta subterană este cumva în tranziţie, mutându-se de la falia continentală groasă la cea oceanică subţire. Poate această complexitate duce la simplitatea undelor care ajung la suprafaţă, spune Robinson.

Secretele mării

Lipsa datelor face mai dificilă deocamdată identificarea mişcărilor mici. Hicks evidenţiază în modelele preliminare că undele ar proveni mai degrabă de la creşterea, decât de la micşorarea incintei de magmă sau prăbuşirea ei.

Robinson susţine că ar putea fi puţin din amândouă „Unele mecanisme de prăbuşire, pot obţine mărirea şi micşorarea aproape în acelaşi timp”, spune ea. Sau uneori ele pot alterna, pompând în sus şi în jos precum plămânii de fier ai Pământului.

„Este foarte dificil de spus care este cauza şi dacă teoria cuiva este corectă, chiar şi dacă tot ce spun eu are vreo relevanţă faţă de ceea ce se întâmplă cu adevărat” spune Robinson.

Cercetătorii de la Centrul francez de Supraveghere Geologică intenţionează să facă studii pe fundul oceanului pentru a obţine informaţii detaliate despre regiune şi să investigheze posibilitatea unei erupţii submarine. Între timp, atenţia rămâne concentrată pe datele disponibile. Rămâne de văzut dacă sursa este normală sau extraordinară, spune Lomax, dar ştiinţa şi amatorii de distracţie încă cerceteză.

„În funcţie de un domeniu şi o perioadă din istorie, 99,9% din situaţii sunt obişnuite, zgomote sau erori şi 0,1% reprezintă ceva”, spune el. „Dar aşa se întâmplă lucrurile. Aşa ar trebui să se întâmple. Aşa avansează ştiinţa”.