Océano Profundo 2018: Exploring Deep-sea Habitats off Puerto Rico and the U.S. Virgin Islands

Figure 1: Mapa granicy płyt tektonicznych North American – Caribbean. Kolory oznaczają głębokość poniżej poziomu morza i wysokość na lądzie. Pogrubione liczby to lata występowania umiarkowanie dużych (większych niż około magnitudy 7) historycznych trzęsień ziemi zapisane obok ich przybliżonych lokalizacji. Gwiazdka wskazuje lokalizację trzęsienia ziemi z 12 stycznia 2010 r. na Haiti. Linie kolczaste pokazują granicę, gdzie jedna płyta lub blok zagłębia się pod drugą. Ciężkie linie z połówkami strzałek przedstawiają uskoki, wzdłuż których dwa bloki mijają się poprzecznie. Zdjęcie dzięki uprzejmości U.S. Geological Survey. Pobierz obraz (jpg, 261 KB).

Puerto Rico, Wyspy Dziewicze na wschodzie i wschodnia Hispaniola na zachodzie, znajdują się w aktywnej strefie granicznej płyt między Płytą Północnoamerykańską a północno-wschodnim narożnikiem Płyty Karaibskiej (Rysunek 1). Licząca około 80 milionów lat Płyta Karaibska jest w przybliżeniu prostokątna i przesuwa się na wschód z prędkością około dwóch centymetrów/rok w stosunku do Płyty Północnoamerykańskiej. Ruch wzdłuż jej północnej granicy (w rejonie strefy granicznej płyt) to głównie ruch typu strike-slip (ruch boczny między płytami), z niewielkim komponentem subdukcji (jedna płyta zapada się pod drugą). Z kolei płyta karaibska dalej na wschód zachodzi na płytę północnoamerykańską, tworząc łuk wyspowy Małych Antyli z czynnymi wulkanami. W Puerto Rico i na Wyspach Dziewiczych nie ma obecnie czynnych wulkanów; ostatnie wulkany były aktywne około 30 milionów lat temu.

Rów Portoryko (Rysunek 2) leży na północ od Puerto Rico i jest najgłębszą częścią Oceanu Atlantyckiego, z głębokością wody przekraczającą 8300 metrów (5,2 mil). Jego głębokość jest porównywalna z głębokimi rowami w Oceanie Spokojnym. Rowy na Pacyfiku znajdują się w miejscach, gdzie jedna płyta tektoniczna ulega subdukcji lub wsuwa się pod inną. Natomiast Rów Puerto Rico znajduje się na granicy dwóch płyt, które przesuwają się obok siebie z niewielkim elementem subdukcji. Rów jest mniej głęboki tam, gdzie komponent subdukcji jest większy.

Figura 2: Batymetria północno-wschodniego rogu płyty karaibskiej. Zdjęcie dzięki uprzejmości U.S. Geological Survey. Pobierz obraz (jpg, 198 KB).

Niezwykle głębokie dno morskie nie ogranicza się do rowu, ale rozciąga się również dalej na południe w kierunku Puerto Rico, gdzie gruba platforma wapienna (węglanowa), która pierwotnie była osadzona w płaskich warstwach w pobliżu poziomu morza, jest obecnie nachylona na północ pod jednakowym kątem. Jej północna krawędź znajduje się na głębokości 4200 metrów (2,6 mil), a jej południową krawędź można znaleźć na lądzie w Puerto Rico na wysokości kilkuset metrów.

Na południe od Puerto Rico i Wysp Dziewiczych, niecka Muertos i głębokie baseny sedymentacyjne, takie jak Whiting i baseny Wysp Dziewiczych, dodatkowo odzwierciedlają przeszłą i trwającą aktywność tektoniczną. Ta długa geologiczna historia aktywności na granicy płyt stworzyła złożony podmorski teren, który pozostaje w dużej mierze niezbadany.

Region charakteryzuje się wysoką sejsmicznością i historią trzęsień ziemi o dużej sile (Rysunek 1), w tym trzęsienia ziemi o sile 7,5 stopnia na północny zachód od Puerto Rico w 1943 roku oraz trzęsienia ziemi o sile 8,1 i 6,9 stopnia na północ od Hispanioli odpowiednio w 1946 i 1953 roku. Historycznie, inne duże trzęsienia ziemi również nawiedziły ten obszar, takie jak jedno w 1787 roku (o magnitudzie ~8.1), prawdopodobnie w Rowie Portoryko, oraz jedno w 1867 roku (o magnitudzie ~7.5) w Rowie Anegady na południe od Wysp Dziewiczych.

Zagrożenie tsunami w tym regionie jest również oczywiste. Natychmiast po trzęsieniu ziemi w 1946 roku, tsunami uderzyło w północno-wschodnią Hispaniolę i przemieściło się w głąb lądu na odległość kilku kilometrów. Niektóre raporty wskazują, że prawie 1800 osób utonęło. Trzęsienie ziemi o sile 7,5 stopnia z 1918 r. spowodowało tsunami, które zabiło co najmniej 40 osób w północno-zachodniej części Puerto Rico.

Podsumowując, wszystkie znane przyczyny tsunami występują na Karaibach – trzęsienia ziemi, podmorskie osuwiska, podmorskie erupcje wulkaniczne, podpowierzchniowe spływy piroklastyczne do oceanu oraz wielkie tsunami zwane teletunami. Ze względu na dużą gęstość zaludnienia i ekstensywną zabudowę w pobliżu wybrzeża, Portoryko jest w znacznym stopniu narażone na trzęsienia ziemi i tsunami.