धीमा भूकंप एक बात है

11 मार्च, 2011 को 9.0 की तीव्रता वाले भूकंप ने जापान को लगभग छह मिनट तक हिला दिया था, जिससे सुनामी और परमाणु आपदा के कारण लगभग 20, 000 लोग मारे गए थे। लेकिन सतह के नीचे, जापान के पूर्वी तट से दूर टेक्टोनिक प्लेटों ने चुपचाप हिलना शुरू करने से बहुत पहले ही किनारा करना शुरू कर दिया था। फरवरी 2011 में, दो शांत भूकंप जापान ट्रेंच के साथ धीरे-धीरे रेंगना शुरू कर दिए, जहां एक महीने बाद बड़े पैमाने पर मेगाथ्रस्ट भूकंप आ जाएगा।

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इन विचित्र, शांत भूकंपों को धीमी फिसलने वाली घटनाएँ या धीमे भूकंप कहा जाता है - जो कि टेक्टोनिक प्लेटों के बीच की सीमा पर होती है और हिलती-डुलती है। केवल पिछले 20 वर्षों में खोजे गए, धीमी गति से भूकंप अभी भी एक भूकंपीय पहेली है। वे टेक्टोनिक प्लेटों को 7 क्विट की तीव्रता से अधिक या अधिक स्थानांतरित कर सकते हैं। लेकिन जब एक नियमित भूकंप अचानक भूकंपीय लहरों को छोड़ देता है जो इमारतों को गिरा सकती है, एक धीमा भूकंप दिनों, महीनों, कभी-कभी वर्षों तक भी रहता है और आस-पास के लोगों को कभी कोई चीज महसूस नहीं होती है।

इन अगोचर रंबलिंगों के बारे में माना जाता है कि जापान, मैक्सिको और चिली में बड़े पैमाने पर भूकंप आए थे, लेकिन हम नहीं जानते कि क्या धीमी गति से भूकंप ने बड़े पैमाने पर टेम्पलबर्स को ट्रिगर किया या यहां तक ​​कि कैसे वे अपने तेज, अधिक खतरनाक समकक्षों से संबंधित हैं। कब, कहां और क्यों धीमे भूकंप की हड़ताल हमें हमारे ग्रह पर सबसे खतरनाक गलती क्षेत्रों को समझने में मदद कर सकती है - और, संभवतः वे अपने टोल लेने से पहले विनाशकारी झीलों और सुनामी की भविष्यवाणी करने में भी मदद करें।

सिएटल में वाशिंगटन विश्वविद्यालय के भूभौतिकीविद् हेइदी ह्यूस्टन कहते हैं, "यह एक सच्चा रहस्य है।" "हमने दशकों तक नियमित भूकंपों का अध्ययन किया और हम उनके बारे में कुछ चीजों को समझते हैं - और फिर यह प्रक्रिया साथ आती है और कुछ पहलुओं में यह समान है, और इसलिए कुछ अन्य पहलुओं में बहुत अलग है।"

पृथ्वी की सूक्ष्म गतिविधियों पर नजर रखने के लिए सेंसर स्थापित करना। (सौजन्य हर्ब ड्रैगर्ट)

1990 के दशक के उत्तरार्ध से पहले, भूवैज्ञानिकों ने सोचा था कि पृथ्वी की सतह को ढकने वाली विवर्तनिक प्लेटों की पहेली और साथ-साथ फिट होने के बारे में उनकी समझ है। उन्होंने मान लिया कि पृथ्वी की पपड़ी के एक स्लैब के रूप में एक दूसरे के पिछले स्लाइड, प्लेटें या तो लगातार एक दूसरे से रेंगती हैं या अटक जाती हैं, तनाव को जमा करती हैं जब तक कि वे भूकंप क्षेत्र में मुक्त रूप से फिसल नहीं जाते हैं जो गलती क्षेत्र से तरंगित होते हैं।

लेकिन नई सहस्राब्दी के आसपास शुरू होने पर, वैज्ञानिक प्रकाशनों की एक हड़बड़ाहट ने प्रशांत रिम के विपरीत किनारों पर मनाया गया आवर्ती और व्यापक धीमी गति के भूकंपों की एक नई कक्षा का वर्णन किया।

स्पष्ट रूप से परिभाषित धीमी स्लिप घटना की पहली रिपोर्ट कैस्केडिया सबडक्शन जोन से आई थी, जो उत्तरी कैलिफोर्निया से उत्तरी अमेरिका की प्लेट से वैंकूवर द्वीप के नीचे स्थित जुआन डी फूका प्लेट द्वारा बनाई गई है। वहां, सतह के नीचे लगभग 20 मील के क्षेत्र गहराई और उच्च तापमान से नरम हो जाते हैं और एक-दूसरे के पिछले हिस्से को आसानी से स्लाइड करते हैं। लेकिन उबलते टेक्टॉनिक प्लेटों के भंगुर हिस्से भंगुर हो सकते हैं, जब तक कि एक विशाल मेगाथ्रस्ट में अटक क्षेत्र फट नहीं जाता। 1700 के बाद से कैस्केडिया ने एक विशाल भूकंप नहीं निकाला है - लेकिन भूकंपीय समुदाय में असभ्यता अगले बड़े आने का सुझाव देती है।

1999 में, कनाडा के भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण के साथ भूभौतिकीविद हर्ब ड्रैगर्ट ने देखा कि दक्षिणी वैंकूवर द्वीप और ओलंपिक प्रायद्वीप पर कुछ निरंतर जीपीएस निगरानी स्टेशन अजीब व्यवहार कर रहे थे। उनमें से सात ने प्लेट के सामान्य आंदोलन की विपरीत दिशा में कई हफ्तों तक एक चौथाई इंच की छलांग लगाई। इस तरह की बैकवर्ड जंप वह है जो आप भूकंप में देखने की उम्मीद करेंगे - लेकिन कोई भी पता लगाने योग्य नहीं था।

कनाडा के जियोलॉजिकल सर्वे के एक वैज्ञानिक केलिन वांग ने कहा, "हर्ब पहली बार में बहुत चिंतित था, उसे लगा कि डेटा में कुछ गड़बड़ है।" "उन्होंने खुद को गलत साबित करने के लिए सब कुछ करने की कोशिश की, और सब कुछ विफल रहा।"

ऐसा इसलिए क्योंकि डेटा में कुछ भी गलत नहीं था। टीम ने जल्द ही महसूस किया कि वे उत्तरी अमेरिका की थाली और जुआन डे फूका की थाली को धीरे-धीरे खिसकते हुए देख रहे थे जहां वे एक साथ फंसे हुए थे। सतह के नीचे 18 से 24 मील की दूरी पर, ये अटके हुए पैच उच्च तापमान, उच्च दबाव वाले क्षेत्र से ऊपर थे, जहां प्लेटें सुचारू रूप से स्लाइड करती हैं, लेकिन उपखंड क्षेत्र के बंद, भूकंप पैदा करने वाले हिस्से के नीचे। और यह पता चला है कि चिपचिपा, मध्यवर्ती क्षेत्र एक अनुसूची पर फिसल जाता है, लगभग 14 महीने।

लगभग उसी समय, प्रशांत महासागर में, नेशनल रिसर्च इंस्टीट्यूट फॉर अर्थ साइंस एंड डिजास्टर प्रिवेंशन के साथ एक भूकंपविज्ञानी ने कम आवृत्ति कंपन देखा, जो दक्षिण-पश्चिम जापान में नानकई ट्राउट सबडक्शन ज़ोन में समय-समय पर सिस्मोमीटर से सिस्मोमीटर तक फैल गया। काजुशिगे ओबरा, जो अब टोक्यो विश्वविद्यालय के भूकंप अनुसंधान संस्थान में हैं, निरीक्षण करते हैं कि ये रंबल सतह के नीचे 21 मील की दूरी पर शुरू हुए और दिनों तक चल सकते हैं, ज्वालामुखीय क्षरण के साथ आने वाले झटकों से मिलते जुलते - लेकिन यह एक ज्वालामुखी क्षेत्र नहीं था।

जब ओबरा और ड्रैगर्ट एक सम्मेलन में मिले, तो उन्होंने महसूस किया कि जीपीएस द्वारा खोजी गई धीमी पर्ची घटनाओं और गैर-ज्वालामुखीय कांपना ओबरा को सिस्मोमीटर पर उठाया गया था, दोनों एक ही प्रकार के अनुमेय क्षेत्रों में अगोचर प्लेट आंदोलन के संकेत हो सकते हैं।

"एक ईमेल में ड्रैगर्ट कहते हैं, " उनकी समान अवधि, उनके संबंधित सबडक्शन जोन की हड़ताल के साथ समान संरेखण, घटना की समान गहराई से मारा गया था।

इसलिए जब ड्रैगर्ट कनाडा में वापस आया, तो उसके सहयोगी गैरी रोजर्स, जो अब सेवानिवृत्त भूकंप विज्ञानी हैं, जिन्होंने कनाडा के भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण में ड्रैगर्ट के साथ काम किया था, ने पुराने भूकंपवादियों के बक्से के माध्यम से शिकार किया ताकि कंपकंपी के टेलटेल तरंग की पहचान करने की कोशिश की जा सके। उन्होंने पाया कि हर बार जीपीएस इकाइयों ने एक धीमी पर्ची घटना दर्ज की।

रोजर्स कहते हैं, "मेरी गर्दन के पीछे बाल खड़े थे।" "यह एक बहुत ही रोमांचक दिन था।"

इसके तुरंत बाद, ओबरा ने जापान में दिखाई दे रहे झटके के लिए एक पर्ची का मिलान किया। अब, हम जानते हैं कि अलग-अलग प्रकार के धीमे भूकंप हैं, जो अलग-अलग गहराई पर, और अलग-अलग स्थानों पर, और बिना कंपन के हो सकते हैं। वे चुपचाप अलास्का, कोस्टा रिका, मैक्सिको, न्यूजीलैंड और यहां तक ​​कि सैन एंड्रियास फॉल्ट के वर्टिकल प्लेट इंटरफेस के माध्यम से सबडक्शन जोन के माध्यम से फिसल गए हैं, सभी का पता लगाने के बिना (जब तक कि आप एक उपग्रह या सीस्मोमीटर नहीं हैं)।

"हमें इस बात का कोई अंदाजा नहीं था कि फॉल्ट स्लिप घटनाओं का यह पूरा समृद्ध स्पेक्ट्रम और परिवार था, " ऑस्टिन के टेक्सास विश्वविद्यालय के एक भूभौतिकीविद् लॉरा वालेस कहते हैं, जो न्यूजीलैंड के तट पर धीमी गति से भूकंप का अध्ययन करता है। “यह वास्तव में हमारी समझ में बदल गया है कि प्लेट सीमाओं पर दोष कैसे व्यवहार करते हैं और प्लेट गति को कैसे समायोजित किया जाता है। यह बहुत बड़ी बात है। ”

न्यूजीलैंड और सीफ्लोर। इस छवि के शीर्ष-मध्य में हिकुरंगी ट्रेंच गहरे नीले रंग की खाई (केरमाडेक ट्रेंच) के ठीक दक्षिण में है। (सैंडवेल एंड स्मिथ (1997), स्टैगपोले (2002)

लेकिन धीमी पर्ची वाली घटनाओं के इस समृद्ध स्पेक्ट्रम की जांच करना एक चुनौती है - आंशिक रूप से क्योंकि वे बहुत सूक्ष्म हैं, और आंशिक रूप से क्योंकि वे काफी हद तक दुर्गम हैं।

रोजर्स कहते हैं, '' पृथ्वी पर गहरी दिखने वाली किसी चीज़ को देखना मुश्किल है। खासकर अगर समुद्र के नीचे भी कुछ गहरा है, तो धीमी स्लिप की घटनाओं की तरह जो न्यूजीलैंड के नॉर्थ आइलैंड के पूर्वी तट से हर कुछ वर्षों में हिचुरंगी खाई को स्थानांतरित कर देती है।

इसलिए 2014 में, वालेस रचनात्मक हो गया। उसने पानी के नीचे दबाव गेज के एक नेटवर्क की तैनाती का नेतृत्व किया, जो समुद्र के किसी भी ऊर्ध्वाधर आंदोलन का पता लगाने के लिए था जो धीमी गति से घटना का संकेत दे सकता है। उसने इसे ठीक ही कहा: दबाव गेज ने समुद्र के तल का पता लगाया कि उनके नीचे और ऊपर तने थे, जो कि वालेस और उनकी टीम ने गणना की कि प्लेट कुछ हफ्तों में लगभग 4 से 8 इंच तक खिसक गई हैं। कैस्केडिया और जापान में सतह के नीचे होने वाली धीमी फिसलियों के विपरीत, ये स्लिप्स समुद्र तल के नीचे 2.5 से 4 मील की दूरी पर उत्पन्न होती हैं - जिसका अर्थ है कि धीमी गति से भूकंप गहराई में हो सकते हैं और परिस्थितियों में वे मूल रूप से अलग थे। में खोजा गया।

क्या अधिक है, खाई की धारा जो स्लिप के दबाव गेज को फिसलती हुई पकड़ा गया वही खंड था जिसने 1947 में दो बैक-टू-बैक सुनामी उत्पन्न की थी कि एक झोपड़ी को गिरा दिया, एक अंतर्देशीय सड़क पर दो लोगों को डंप किया और किसी तरह किसी को नहीं मारा।

"अगर हम समझ सकते हैं कि धीमी गति से चलने वाली घटनाओं और उप-क्षेत्र क्षेत्रों पर भूकंप के नुकसान के बीच संबंध, आखिरकार हम इन बातों का पूर्वानुमान लगाने में सक्षम हो सकते हैं, " वह कहती हैं।

लेकिन सबसे पहले, हमें उनका पता लगाने और उन पर निगरानी रखने के लिए बेहतर होना चाहिए, जो कि पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी के डेमियन सैफर ही कर रहे हैं। पिछले छह वर्षों में, उन्होंने जापान और जर्मनी के वैज्ञानिकों के साथ दो बोरहोल वेधशालाओं की स्थापना के लिए काम किया है - मूल रूप से, दक्षिण-पश्चिम जापान में नानकई ट्रेंच के पास समुद्र तल के नीचे गहरी खाई में सील किए गए उपकरणों के संग्रह - वह जगह जहां ओबरा की खोज हुई थी ।

इन बोरहोल वेधशालाओं के साथ-साथ सेंसर के सीफ्लोर नेटवर्क द्वारा एकत्र किए गए डेटा से, उनकी टीम ने छोटे, कम आवृत्ति वाले भूकंपों के झुंड के साथ मेल खाने वाले धीमे स्लिप के लिए प्रारंभिक साक्ष्य एकत्र किए हैं। सैफर को संदेह है कि धीमी गति से चलने वाली ये पर्चियां प्लेट की सीमा पर पंच-तनाव को जारी कर सकती हैं जो अन्यथा एक भयावह भूकंप में फट सकती हैं।

वह इस घटना की तुलना एक फिसलन क्लच से करता है जो थोड़ा तनाव पैदा करता है, लेकिन फिर हर कुछ महीनों से लेकर सालों तक विफल रहता है। "हम जो देख रहे हैं वह बहुत प्रारंभिक है, लेकिन हम काफी सामान्य धीमी घटनाओं के संकेत देख रहे हैं, जो प्लेट की सीमा पर तनाव से राहत दिलाता है, जो शांत है।" वह इन नतीजों को अमेरिकी जियोफिजिकल यूनियन की बैठक में पेश करेंगे।

शोधकर्ताओं ने पानी के नीचे के सेंसरों के एक सूट को पुनः प्राप्त किया जो न्यूजीलैंड के तट पर धीमी गति से निगरानी कर रहे थे। (कैलिफोर्निया-सांता क्रूज़ विश्वविद्यालय में सौजन्य एरिन टोड)

वैलेस, केफर और वैज्ञानिकों की एक बड़ी अंतरराष्ट्रीय टीम वर्तमान में इसी तरह की वेधशालाओं को स्थापित करने के लिए 2018 के लिए हिकुरंगी खाई में ड्रिल करने के लिए एक अभियान की योजना बना रही है। और जब वे समुद्र की पपड़ी में घूमते हैं, तो वे चट्टानों के नमूनों को इकट्ठा करने की योजना बनाते हैं, जो यह समझने के लिए टेक्टोनिक प्लेट्स बनाते हैं कि यह सबडक्शन ज़ोन में खनिजों और तरल पदार्थों के बारे में क्या है जो धीमी गति से फिसलन होने की अनुमति देता है।

"वैलेस धीमी बताते हैं कि इस प्रकार की भौतिक स्थितियों के बारे में बहुत सारे सिद्धांत हैं, जो इस धीमी गति के व्यवहार को जन्म दे सकते हैं।" वह कहती हैं कि सबसे लोकप्रिय में से एक यह है कि गलती क्षेत्र के भीतर अतिरिक्त तरल पदार्थ इसे कमजोर करते हैं और इसे और अधिक आसानी से फिसलने की अनुमति देते हैं। "लेकिन हम अभी भी वास्तव में यह नहीं समझते हैं, " वह कहती हैं।

वापस जहां यह सब शुरू हुआ, कैस्केडिया सबडक्शन ज़ोन में, वाशिंगटन विश्वविद्यालय के हेइडी ह्यूस्टन भी धीमी गति से भूकंप आने वाले बुनियादी तंत्र को समझने के लिए काम कर रहे हैं। "क्या प्रक्रिया उन्हें धीमा रखती है?" ह्यूस्टन कहते हैं। "यह उनमें से केंद्रीय रहस्य है।"

ह्यूस्टन ने हाल ही में पाया कि गलती क्षेत्रों के नीचे के झटके के रूप में, सांसारिक के रूप में बलों के रूप में ज्वार उन्हें मजबूत कर सकते हैं। वह यह जांचना जारी रखती है कि टेक्टोनिक प्लेटों के बीच की सीमा पर जमा गहराई, द्रव दबाव और खनिज धीमे भूकंप के गुणों को कैसे बदलते हैं।

अन्य भूकंपीय वैज्ञानिकों, भूवैज्ञानिकों और भूभौतिकीविदों की तरह, जिन्होंने खोजे जाने के बाद से धीमी गति से आने वाले भूकंपों की ओर संकेत किया है, जो कि अज्ञात रहता है, का रोमांच ह्यूस्टन को प्रेरित करता है - जैसा कि संभावना है कि धीमी गति से आने वाले भूकंपों को समझने में एक दिन हमें घातक भूकंपों की जानकारी देता है।

"मैं अपने जीवन का समय इस प्रक्रिया का अध्ययन कर रही हूं, " वह कहती हैं।