Podczas eksploracji pary jaskiń w Illinois w 2008 r. Samuel Panno zauważył osobliwą rzecz: niektóre stalagmity - skaliste formacje w kształcie stożka, które wznoszą się z dna jaskini - miały mniejsze sąsiednie narośla, które były jaśniejsze, co sugeruje, że miały utworzony niedawno.
Odsunięte białe stalagmity miały około dwóch cali wysokości i rosły na wyższych, brązowych stalagmitach w obu jaskiniach. „Wyglądało na to, że ktoś upuścił lody ze stożka na [większe stalagmity]” - powiedział Panno, który jest badaczem z University of Illinois i Illinois State Geological Survey.
Kiedy on i jego koledzy zauważyli podobne pary stalagmitów w jaskiniach w dwóch innych stanach Środkowego Zachodu, postanowili to zbadać. Korzystając z technik datowania skał, naukowcy obliczyli wiek nowych wzrostów stalagmitu i byli zaskoczeni, gdy stwierdzili, że wszystkie miały około 200 lat. „To bardzo dobrze korelowało z serią trzęsień ziemi w regionie, które miały miejsce w 1811 i 1812 roku” - powiedział Panno.
W umysłach naukowców zrodził się pomysł: być może odkryte przez nich pary stalagmitów były spowodowane trzęsieniami ziemi zakłócającymi normalny proces tworzenia się stalagmitów. Stalagmity są tworzone przez zmineralizowane krople wody spadające z sufitów jaskiniowych, a trzęsienia ziemi mogą pozostawić swój ślad na wzroście stalagmitu, przesuwając ziemię i zmieniając przepływ kroplówki wody.
Jeśli przeczucie zespołu było prawidłowe, stalagmity mogłyby służyć jako cenne „wskaźniki trzęsienia ziemi”, które mogłyby dostarczyć wskazówek na temat czasu, wielkości i pochodzenia wcześniejszych trzęsień ziemi.
W nowym badaniu, opublikowanym w Biuletynie Seismological Society of America z 13 września, Panno i jego zespół przetestowali tę hipotezę. Naukowcy wykorzystali różnorodne techniki datowania, aby określić wiek nowych wzrostów stalagmitów w kilku jaskiniach w systemie uskoków doliny Wabash w środkowo-zachodniej części Stanów Zjednoczonych, i porównali je z czasem znanych trzęsień ziemi w regionie.
„Czasami bierzemy cały stalagmit i przecinamy go na pół, aby otworzyć go jak książkę, abyśmy mogli datować różne przedziały wzrostu” - powiedział Panno. „Innym razem użyjemy wiertła, aby wziąć mały rdzeń i datować to”.
Spośród czterech stalagmitów w jaskini Donnehue w Indianie naukowcy znaleźli podwójną parę stalagmitów, która przestała rosnąć około 100 000 lat temu, a następnie wznowiła wzrost około 6000 lat temu, pokrywając się z trzęsieniem ziemi o sile około 7 w tym regionie. Kolejny młodszy stalagmit zaczął rosnąć około 1800 lat temu - co zbiegło się z trzęsieniem ziemi o sile 6, 2 - i wykazał późniejsze przesunięcia w osi wzrostu, które pokrywały się z innymi wydarzeniami sejsmicznymi w pobliskiej Strefie Sejsmicznej w Nowym Madrycie.
Naukowcy wiedzieli już o obu tych starożytnych trzęsieniach z innych badań wstrząsanej gleby w starożytnych osadach. Ale podczas gdy daty z tak zwanych badań paleoliquifaction są wiarygodne tylko do około 35 000 lat, z powodu ograniczeń techniki datowania radiowęglowego stosowanej do obliczania wieku osadów, wiek stalagmitów jest obliczany przy użyciu innej techniki, zwanej datowaniem uranu i toru, która może potencjalnie pozwalają naukowcom odkryć starsze sygnatury trzęsień ziemi sprzed nawet pół miliona lat temu.
„Może to pozwolić nam spojrzeć daleko w przeszłość” - powiedział John Tinsley, emerytowany naukowiec z United States Geological Survey, który nie był zaangażowany w badanie.
Tinsley dodał, że ponieważ na wzrost stalagmitu mogą wpływać również inne czynniki, takie jak zmiany klimatu, które powodują wysychanie źródła kroplówki, zbudowanie silnego argumentu dla starożytnych trzęsień, o których jeszcze nie wiadomo, będzie wymagać znalezienia wielu par stalagmitów w podobnym wieku w wielu jaskiniach.
Rzeczywiście Panno mówi, że większość zmian stalagmitów zaobserwowanych przez jego zespół była związana z powodziami lub zmianami klimatu, ale nowe badania pokazują, że możliwe jest oddzielenie tych skutków od skutków wywołanych trzęsieniami ziemi.
Panno powiedział, że wyraźniejszy obraz trzęsień ziemi w przeszłości może zapewnić cenny wgląd w przyszłe trzęsienia ziemi. „Ważne jest, aby zrozumieć częstotliwość poważnych trzęsień ziemi w tych strefach sejsmicznych, ponieważ im więcej o nich wiemy” - dodał - tym lepiej, że agencje stanowe, federalne i lokalne mogą być przygotowane do podjęcia decyzji, co zrobić, jeśli to wygląda spóźniliśmy się na kolejny ”.
