Flera hundra mil utanför Stilla havets nordvästra kust, en liten tektonisk platta som kallas Juan de Fuca glider långsamt under den nordamerikanska kontinenten. Denna subduktion har skapat en kollisionszon med potential att generera enorma jordbävningar och åtföljande tsunamier, som händer när förkastad sten plötsligt knuffar havet ur vägen.

Faktiskt, denna region representerar den enskilt största geofysiska faran för det kontinentala USA; skalv som är centrerade här kan registreras som hundratals gånger mer skadliga än till och med en stor skalv på San Andreas-förkastningen. Inte överraskande, forskare är intresserade av att förstå så mycket de kan om Juan de Fuca-plattan.

Denna mikroplatta är "född" bara 300 miles utanför kusten, vid en lång rad undervattensvulkaner som producerar ny skorpa från smälta som genereras djupt nedanför. En del av det globala medelhavsryggsystemet som omger planeten, dessa regioner genererar 70 procent av jordens tektoniska plattor. Dock, eftersom vulkankedjorna ligger mer än en mil under havsytan, forskare vet förvånansvärt lite om dem.

UC Santa Barbara geofysiker Zachary Eilon och hans medförfattare Geoff Abers vid Cornell University har utfört ny forskning – med hjälp av en ny mätteknik – som har avslöjat en stark signal om seismisk dämpning eller energiförlust vid mitten av oceanryggen där Juan de Fuca Plattan skapas. Forskarnas dämpningsdata tyder på att smält sten här finns ännu djupare i jorden än vad forskare tidigare hade trott. Detta hjälper i sin tur forskare att förstå de processer genom vilka jordens tektoniska plattor är uppbyggda, samt den djupa rörläggningen av vulkaniska system. Resultatet av arbetet visas i tidskriften Vetenskapens framsteg .

"Vi har aldrig haft möjlighet att mäta dämpningen på det här sättet vid en ås i mitten av havet tidigare, och signalens storlek säger oss att den inte kan förklaras av ytlig struktur, sade Eilon, en biträdande professor vid UCSB:s institution för geovetenskap. "Vad som än är där nere som gör att all denna seismiska energi går förlorad sträcker sig riktigt djupt, minst 200 kilometer under ytan. Det är oväntat, eftersom vi tänker på de processer som ger upphov till detta - särskilt effekten av att smälta under ytan - som grunda, begränsad till 60 km eller mindre."

Enligt Eilons beräkningar, den smala remsan under mitthavsryggen, där het sten väller fram för att generera Juan de Fuca-plattan, har mycket hög dämpning. Faktiskt, dess nivåer är lika höga som forskare har sett någonstans på planeten. Hans fynd tyder också på att plattan kyls snabbare än förväntat, vilket påverkar friktionen vid kollisionszonen och den resulterande storleken på eventuella megabävningar.

Seismiska vågor börjar vid en jordbävning och strålar bort från den. När de skingras, de tappar energi. En del av den förlusten beror helt enkelt på att de har spridit sig, men en annan parameter påverkar också energiförlusten. Kallas kvalitetsfaktorn, den beskriver i huvudsak hur squishy jorden är, sa Eilon. Han använde analogin med en klocka för att förklara hur kvalitetsfaktorn fungerar.

"Om jag skulle ge dig en välgjord klocka och du skulle slå den en gång, det skulle ringa länge, " förklarade han. "Det beror på att väldigt lite av energin faktiskt går förlorad med varje svängning när klockan ringer. Det är väldigt låg dämpning, mycket hög kvalitet. Men om jag ger dig en dåligt gjord klocka och du slår på den en gång, svängningarna kommer att dö ut mycket snabbt. Det är hög dämpning, låg kvalitet."

Eilon tittade på hur olika frekvenser av seismiska vågor dämpades i olika takt. "Vi tittade inte bara på hur mycket energi som går förlorad utan också på de olika mängder med vilka olika frekvenser försenas, " förklarade han. "Denna nya, ett mer robust sätt att mäta dämpning är ett genombrott som kan tillämpas i andra system runt om i världen.

"Dämpning är en mycket svår sak att mäta, det är därför många människor ignorerar det, ", tillade Eilon. "Men det ger oss en enorm mängd ny information om jordens inre som vi inte skulle ha annars."

Nästa år, Eilon kommer att vara en del av ett internationellt arbete för att instrumentera stora outforskade sträckor av Stilla havet med havsbottenseismometrar. När dessa uppgifter har samlats in, han kommer att tillämpa de tekniker han utvecklade på Juan de Fuca i hopp om att lära sig mer om vad som ligger under havsbotten i de gamla haven, där mystiska vågor i jordens gravitationsfält har uppmätts.

"Dessa nya havsbottendata, som verkligen kommer ur tekniska framsteg inom instrumentsamhället, kommer att ge oss nya förmågor att se genom havsbotten, ", sa Eilon. "Detta är enormt eftersom 70 procent av jordens yta är täckt av vatten och vi har i stort sett varit blinda för det – fram till nu.

"Pacific Northwest-projektet var ett otroligt ambitiöst samhällsexperiment, "Föreställ dig vilken typ av saker vi kommer att få reda på när vi börjar placera dessa instrument på andra ställen."