Исследуя пару пещер в Иллинойсе в 2008 году, Сэмюэль Панно заметил странную вещь: у некоторых сталагмитов - скалистых, конусовидных образований, которые поднимаются от этажей пещеры - были меньшие, соседние образования, которые были более светлого цвета, предполагая, что они имели образовался совсем недавно.
Смещенные белые сталагмиты были около двух дюймов в высоту и росли на более высоких коричневых сталагмитах в обеих пещерах. «Похоже, что кто-то уронил мороженое с конуса на [большие сталагмиты]», - сказал Панно, исследователь из Университета Иллинойса и Иллинойсской государственной геологической службы.
Когда он и его коллеги обнаружили похожие пары сталагмитов в пещерах в двух других государствах Среднего Запада, они решили провести расследование. Используя методы датирования породы, ученые рассчитали возраст новых наростов сталагмита и были удивлены, обнаружив, что всем им примерно 200 лет. «Это очень хорошо коррелировало с серией землетрясений в регионе, которые произошли в 1811 и 1812 годах», - сказал Панно.
Идея начала формироваться в умах ученых: возможно, обнаруженные ими пары сталагмитов произошли из-за землетрясений, нарушающих нормальный процесс образования сталагмитов. Сталагмиты образованы каплями минерализованной воды, падающими с потолков пещер, и землетрясения могут оставить свой след в росте сталагмитов, сдвигая почву и изменяя поток капель воды.
Если предчувствие команды было правильным, то сталагмиты могли бы служить ценными «индикаторами палео землетрясения», которые могли бы дать подсказки о времени, величине и происхождении прошлой активности землетрясения.
В новом исследовании, опубликованном в выпуске 13 сентября Бюллетеня Сейсмологического общества Америки, Панно и его команда проверили эту гипотезу. Ученые использовали различные методы датирования, чтобы определить возраст новых наростов сталагмита в нескольких пещерах в системе разломов долины Вабаш на Среднем Западе США, и сравнили их со временем известных землетрясений в регионе.
«Иногда мы берем весь сталагмит и разрезаем его пополам, чтобы открыть, как книгу, чтобы мы могли встречаться с разными группами роста», - сказал Панно. «В других случаях мы будем использовать упражнение, чтобы взять небольшое ядро и назначить дату».
Среди четырех сталагмитов в пещере Доннеху в Индиане ученые обнаружили пару сталагмитов-пар сталагмитов, которые прекратили расти около 100 000 лет назад, а затем возобновили рост около 6000 лет назад, перекрывая землетрясение силой примерно 7 баллов в регионе. Другой более молодой сталагмит начал расти около 1800 лет назад, что совпало с землетрясением магнитудой 6, 2, и обнаружил более поздние сдвиги в оси роста, которые перекрывались с другими сейсмическими событиями в соседней Ново-Мадридской сейсмической зоне.
Ученые уже знали об обоих этих древних землетрясениях из других исследований потрясенной почвы в древних отложениях. Но в то время как даты из так называемых исследований палеоликвидации достоверны только примерно до 35 000 лет, из-за ограничений метода радиоуглеродного датирования, используемого для расчета возраста отложений, возраст сталагмитов рассчитывается с использованием другого метода, называемого датированием уран-торий, который потенциально может позволяют ученым обнаруживать более старые признаки землетрясения еще с полумиллиона лет назад.
«Это может позволить нам заглянуть гораздо дальше назад», - сказал Джон Тинсли, почетный ученый из Геологической службы США, который не участвовал в исследовании.
Тинсли добавил, что, поскольку на рост сталагмита могут влиять и другие факторы, такие как изменение климата, приводящее к высыханию источника капель, для создания веского основания для древних землетрясений, о которых еще не известно, потребуется поиск нескольких пар сталагмитов одинакового возраста. в нескольких пещерах.
В самом деле, Панно говорит, что большинство изменений сталагмита, которые наблюдала его команда, были связаны с наводнениями или изменением климата, но новое исследование демонстрирует, что можно отделить эти эффекты от тех, которые вызваны землетрясениями.
По словам Панно, более четкая картина прошлых землетрясений может дать ценную информацию о будущих землетрясениях. «Важно понимать периодичность сильных землетрясений в этих сейсмических зонах, потому что чем больше мы знаем о них, - добавил он, - тем лучше, что государственные, федеральные и местные агентства могут быть готовы принять решение о том, что делать, если это выглядит мы запоздали для другого ".
