En nyligen publicerad studie visar att djupa underjordiska förkastningar kan "försegla" sig själva förvånansvärt snabbt inom några timmar efter en långsam seismisk händelse - Foto: SciTechDaily.com
En ny studie visar att djupa underjordiska förkastningar kan "läka" på bara några timmar efter långsamma förkastningar – tillräckligt snabbt för att helt förändra hur energi byggs upp och frigörs innan en jordbävning inträffar.
Forskningsresultat från University of California Davis, publicerade den 19 november i tidskriften Science Advances, visar att mineraler som kvarts kan läka mikroskopiskt under extremt högt tryck och temperatur, vilket hjälper sprickor att återfå styrka på bara några timmar.
Enligt professor Amanda Thomas visar de experimentella resultaten att förkastningarna fungerar som ett självläkande system. Efter varje långsam glidningsrörelse kan det brutna berget snabbt återansluta, vilket gör att spänningen kan fortsätta att byggas upp och eventuellt leda till större jordbävningar i framtiden.
Tidigare trodde forskare att det tog mycket lång tid för förkastningarna att återfå sin sammanhållning. De nya resultaten visar dock att återhämtningen sker så snabbt att även små förändringar från tidvattenkrafterna från månen och solen kan utlösa ytterligare rörelse.
För att testa denna mekanism skapade Thomas team och geokemiprofessorn James Watkins förhållanden som imiterade miljön djupt nere i jordskorpan. Kvartspulver komprimerades i silvercylindrar under ett tryck på 1 gigapascal och en temperatur på 500 grader Celsius. Efter "kokningsprocessen" undersöktes proverna med hjälp av ultraljud och elektronmikroskop.
Resultaten visade att de trasiga mineralpartiklarna började svetsa samman. Den nya bindningen skapade betydande styrka efter bara 6–24 timmar, liknande verkningsmekanismen för snabblim.
Förkastningsåterkompression kan vara avgörande i många geologiska system, inte bara i djupa subduktionszoner utan även i grunda förkastningar nära ytan där stora jordbävningar inträffar. Denna faktor har länge i stort sett ignorerats i seismiska prediktionsmodeller, trots att den kan bestämma hastigheten med vilken spänning byggs upp och frekvensen av jordbävningar, säger professor Thomas.
Studien utökar också förståelsen av långsamma glidningar, särskilt i Cascadia-subduktionszonen i nordvästra USA , där rörelser kan vara i dagar till månader. Förkastningar där visar förmågan att återuppta glidningen efter bara timmar eller dagar, vilket tyder på snabb spänningsavslappning.
Enligt forskare kan den mikroskopiska läkningsförmågan mellan mineralpartiklar skapa ringeffekter på en skala av hundratals kilometer, det vill säga omfattningen av stora jordbävningar.
Det betyder att mycket små förändringar i marken, i kohesionen mellan kvartskornen, fortfarande kan påverka hur en förkastning ackumulerar eller frigör energi över tid. Om kohesionen återställs snabbt kan förkastningen återfå ett starkare "lås", vilket gör att energin fortsätter att komprimeras snarare än att frigöras gradvis genom små rörelser.
Omvänt, under vissa förhållanden, kan denna självåterställning också förändra den långsamma glidrytmen, vilket påverkar när och hur stress sprider sig i jordskorpan.
Det är därför forskare säger att förståelsen av den mikroskopiska självläkningsprocessen inte bara hjälper till att förklara det ovanliga beteendet hos långsam glidning, utan är också nyckeln till att mer exakt förutsäga jordbävningsrisken i regioner med aktiva subduktionszoner.
Långsam glidningshändelse (SSE)
Detta är en mycket långsam form av seismisk rörelse som inte orsakar den kraftiga skakning som en jordbävning gör. Istället för att frigöra energi på några sekunder varar en långsam glidningshändelse i dagar till månader. De tektoniska plattorna rör sig bara några centimeter, men det är tillräckligt för att ackumulera och justera spänningen i jordskorpan.
Dessa händelser är viktiga eftersom de kan signalera förändringar i förkastningsspänningar, även med konsekvenser för sannolikheten för framtida stora jordbävningar.
Subduktionszon
Detta är gränsen där en oceanisk platta glider under en kontinentalplatta. När plattan sjunker ner i jordens mantel skapar den enorm värme och tryck. Det är den mest seismiskt aktiva regionen på planeten, där både långsamma händelser och stora jordbävningar inträffar.
Källa: https://tuoitre.vn/phat-hien-dut-gay-tu-lien-chi-sau-vai-gio-nguy-co-dong-dat-tang-kho-luong-20251120091315604.htm
Kommentar (0)