Při zkoumání dvojice jeskyní v Illinois v roce 2008 si Samuel Panno všiml zvláštní věci: některé stalagmity - skalní útvary ve tvaru kužele, které vyrůstají z jeskynních podlah - měly menší sousední výrůstky, které byly světlejší, což naznačuje, že mají tvořil se více nedávno.
Ofsetové bílé stalagmity byly asi dva palce vysoké a rostly na vyšších, hnědých stalagmitech v obou jeskyních. „Vypadalo to, že někdo upustil zmrzlinu z jejich kuželu na [větší stalagmity], “ řekl Panno, který je výzkumníkem na Illinois University a Illinois State Geological Survey.
Když on a jeho kolegové spatřili podobné stalagmitové páry v jeskyních ve dvou dalších středozápadních státech, rozhodli se to prozkoumat. Vědci pomocí technik skalního randění vypočítali věk nových růstů stalagmitů a byli překvapeni, když zjistili, že všichni byli zhruba 200 let. „To opravdu dobře korelovalo se sérií zemětřesení v regionu, k nimž došlo v letech 1811 a 1812, “ řekl Panno.
V myslích vědců se začal tvořit nápad: možná stalagmitové páry, které odhalili, byly způsobeny zemětřesením, které narušilo normální proces tvorby stalagmitů. Stalagmity jsou tvořeny mineralizovanými vodními kapičkami padajícími ze stropů jeskyní a zemětřesení by mohlo zanechat své stopy na růstu stalagmitů posunutím půdy a změnou toku kapání vody.
Pokud by tým měl správný náskok, pak stalagmity by mohly sloužit jako cenné „indikátory paleoearthake“, které by mohly poskytnout vodítka o načasování, velikosti a původu minulé zemětřesení.
V nové studii, publikované ve 13. září Bulletinu Seismologické společnosti Ameriky, Panno a jeho tým testovali tuto hypotézu. Vědci použili různé datovací techniky ke stanovení stáří nových růstů stalagmitů v několika jeskyních v poruchovém systému údolí Wabash ve středozápadních Spojených státech a porovnali je s načasováním známých zemětřesení v regionu.
"Někdy vezmeme celý stalagmit a rozkrojíme jej na polovinu, abychom jej otevřeli jako knihu, abychom mohli randit s různými růstovými skupinami, " řekl Panno. "Jindy použijeme vrták, abychom si vzali malé jádro a datum."
Mezi čtyřmi stalagmity v jeskyni Donnehue v Indianě vědci našli dvojici dvojic stalagmitů, které přestaly růst před asi 100 000 lety a poté znovu obnovily růst před asi 6 000 lety, překrývajíc se zhruba zemětřesením o velikosti 7 v regionu. Další mladší stalagmit začal růst před asi 1 800 lety - shoduje se s otřesem velikosti 6, 2 - a ukázal pozdější posuny ve své růstové ose, které se překrývaly s dalšími seismickými událostmi v nedaleké seizmické zóně New Madrid.
Vědci již věděli o obou těchto starodávných otřesech z jiných studií otřesené půdy ve starověkých sedimentech. Ale zatímco data z tzv. Paleolikvifikačních studií jsou spolehlivá až do asi 35 000 let, vzhledem k omezením radiokarbonové datovací techniky používané pro výpočet věku sedimentů se stalagmitové věky počítají pomocí jiné techniky, nazývané datování uran-thorium, která by mohla potenciálně dovolit vědcům odhalit starší podpisy zemětřesení již od půl milionu let.
„To má potenciál umožnit nám podívat se mnohem dále zpět v čase, “ řekl John Tinsley, emeritní vědec z Geologického průzkumu Spojených států, který se studie nezúčastnil.
Tinsley dodal, že vzhledem k tomu, že růst stalagmitů může být ovlivněn i dalšími faktory, jako je změna klimatu, která způsobuje vyschnutí zdroje odkapávání, vybudování silného případu pro starobylé otřesy, o nichž dosud není známo, bude vyžadovat nalezení několika stalagmitových párů podobného věku ve více jeskyních.
Panno říká, že většina posunů stalagmitů, které jeho tým pozoroval, souvisí s povodněmi nebo změnami klimatu, ale nová studie ukazuje, že je možné tyto účinky oddělit od účinků vyvolaných zemětřesením.
Jasnější představa o minulých zemětřeseních by mohla poskytnout cenné informace o budoucích otřesech, řekl Panno. „Je důležité pochopit periodicitu velkých otřesů podél těchto seismických zón, protože čím více o nich víme, “ dodal, „čím lépe mohou být státní, federální a místní agentury připraveny rozhodovat o tom, co dělat, pokud to vypadá už jsme čekali na další. ““
