על רעידות אדמה ב-slow motion שמתרחשות לפעמים גם בלי שתרגישו

על רעידות אדמה כולנו שמענו. לחלקנו אפילו יצא לחוש בהן. בוודאי כולכם שמעתם את הנחיות פיקוד העורף להיכנס למרחב המוגן כשחשים ברעידת אדמה חזקה. בניגוד לרעידות אדמה אלו שמורגשות באופן די ברור, לאחרונה התגלה סוג חדש של רעידות אדמה. סוג זה של ילווה אתכם במשך שתיית הקפה וקריאת העיתון של הבוקר, בדרככם לעבודה ובזמן קריאת הפוסטים שלנו בהפסקת הצהריים, וכן - גם בזמן העמידה בפקקים בדרך הביתה. למעשה רעידות אדמה "בקטנה" ( Slow Slip Event) אלו יכולות להימשך אפילו מספר חודשים.

אל חשש - אינכם צריכים לשהות במרחבים מוגנים למשך שעות או חודשים. את הרעידות האלו לא ניתן להרגיש ללא מכשירים מדוייקים; אז כיצד בכל זאת מגלים אותן? שאלה מצוינת. רעידת אדמה מתרחשת כאשר שני לוחות טקטוניים זזים בפתאומיות אחד כנגד השני לאורך המישור המפריד ביניהם, שנקרא העתק (Fault). רעידות אדמה גורמות לגלים סיסמיים (כלומר, דומים פיזיקלית לגלי קול) אשר נעים בפנים כדור הארץ [1]. גלים סיסמיים אלו הם המקור לנזק שנגרם מרעידות אדמה, וכמובן גם לתחושה שלנו בזמן שהיא מתרחשת. סייסמומטרים יכולים למדוד את עוצמת הגלים הסיסמיים המשתחררים מרעידות במרחק של אלפי קילומטרים. אולם, רעידות אדמה מסוג הנדון בפוסט זה (Slow Slip Event), מתרחשות לאורך זמן רב ועל כן יחס האות לרעש מקשה על סיסמולוגים להפריד ביניהם לבין רעש מקרי כמו זה המתרחש בזמן סופת רעמים חזקה. 

לכאן נכנסים מכשירי ה-GPS (עליהם כבר כתבנו לכם בעבר [2]). כדי להבין איך, בואו נעשה ניסוי מחשבתי קצר. ברשותכם, נניח מכשיר GPS אחד על לוח טקטוני א' ומכשיר שני על לוח טקטוני ב', קרוב להעתק. בשלב הבא, נקיש באצבעותינו ונגרום לרעידת אדמה פתאומית לאורך ההעתק. שני הלוחות הטקטוניים יזוזו אחד כנגד השני במשך כמה שניות ומכשירי ה-GPS יראו את התזוזה של שני הלוחות כ"קפיצה" פתאומית. למדענים שיסתכלו על אות ה-GPS בלבד יהיה קשה להבחין האם יש בעיה במכשיר או האם הייתה רעידת אדמה. הצלבת מידע ה-GPS עם האות הנקלט בסייסמומטרים המפוזרים באיזור תהפוך את מלאכת זיהוי רעידת האדמה לפשוטה.

בשלב הבא של הניסוי המחשבתי שלנו, נקיש באצבעותינו ונגרום ל"רעידת אדמה בקטנה". הלוחות הטקטוניים יזוזו אחד כנגד השני על אותו העתק, אולם הפעם התזוזה תהיה איטית בהרבה ותימשך מספר שבועות - ולא מספר שניות. מכשירי ה-GPS ירשמו את התזוזה האיטית של הלוחות באופן רציף במשך כל רעידת האדמה. לעומת זאת, הסיסמומטרים באזור יקלטו אות מהרעידה, אולם בגלל העוצמה החלשה של האות למדענים שיבחנו את סיסמומטרים בלבד יהיה קשה להבחין בהקשת האצבעות שלנו ללא השוואה [3] לאות ה-GPS. למרות זאת, האנרגיה המשתחררת מרעידות אדמה כאלו יכולה להשתוות לרעידת אדמה גדולה למידי ואף להגיע למגניטודה של 7 [4]. 

אתם תוהים אם אתם יכולים להניח שני טלפונים סלולריים עם מכשירי GPS בשני צדי העתק ים המלח ולנסות לצוד רעידות אדמה מסוג זה? נאלץ לאכזב אותם, התשובה היא לא. ראשית, השגיאה של מכשירי הGPS בטלפונים סלולריים גדולה מידי. רק לאחרונה גאופיזיקאים למדו להפחית את השגיאה של מכשירי ה-GPS שלהם לכמה מילימטרים. זאת אחת הסיבות שרעידות אדמה אלו התגלו רק ב-20 השנים האחרונות. שנית, רעידות אדמה אלו לא מתרחשות על סוגי העתקים הנמצאים באזורנו. נכון לעכשיו, רעידות אדמה אלו התגלו כמעט אך ורק על העתקים של אזורי הפחתה ( Subduction Zone), בו לוח טקטוני אחד "צולל" מתחת ללוח טקטוני שני [1]. אזורים אשר חווים רעידות אדמה מסוג זה ניתן למצוא ביפן, מערב קנדה, ניו זילנד, קוסטה ריקה ועוד. 

מה הסיבה לרעידות האדמה האלו בניגוד לרעידות אדמה "רגילות"? שאלה מצוינת. נושא זה עדיין נמצא תחת מחקר מקיף. למעשה, עבדכם הנאמן בילה חודש שלם עם צוות מדענים על ספינה באוקיינוס השקט בניסיון ללמוד את הבעיה לעומק ולהוסיף רמזים נוספים לתעלומה. אחת הדעות המקובלות היא שהתופעה קשורה לדינמיקה של החיכוך וללחץ נוזלים על ההעתק [4]. הדינמיקה של רעידות אדמה אלו כנראה שונה מרעידות האדמה הרגילות ועל כן, הן כנראה מייצרות אות סייסמי שונה במקצת. נשמע כמו ג׳יבריש? חכו לפוסט נוסף שלנו בנושא. 

למקורות וקריאה נוספת:

[1] כשאדמה פוערת את פיה

[2] על gps

[3] Rogers, G., & Dragert, H. (2003). Episodic tremor and slip on the Cascadia subduction zone: The chatter of silent slip. Science, 300(5627), 1942-1943.

 [4] Saffer, D. M., & Wallace, L. M. (2015). The frictional, hydrologic, metamorphic and thermal habitat of shallow slow earthquakes. Nature Geoscience, 8(8), 594.

 [5]  Bürgmann, R. (2018). The geophysics, geology and mechanics of slow fault slip. Earth and Planetary Science Letters, 495, 112-134.