Udover megatropper - dræning af porevæsker dæmper jordskælv

Mens metamorfe reaktioner i subdukterende plader frigiver store mængder væske, lavfrekvente jordskælv (LFE) forekommer stort set under de uigennemtrængelige, ikke-metamorfoseret overliggende plade, og findes sjældent under metamorferede plader. Forskere ved Tokyo Institute of Technology og Tohoku University foreslår, at udrænede forhold er en nøglefaktor i generationen af ​​LFE'er, der henviser til, at godt drænet forhold reducerer porevæsketryk ved megatroppen og hæmmer LFE'er og tilhørende rystelser.

I Nankai subduktionszonen, Japan, ikke-vulkanske dybe rystelser forekommer nedadgående i den seismogene zone i megathrust, og observeres at falde sammen tidsmæssigt med kortsigtede slow-slip-hændelser (SSE'er). De forekommer inden for et begrænset dybdeinterval på 30 til 35 km over en langs-slaglængde på ~ 700 km, forbundet med subduktion af den filippinske havplade. Da LFE'er falder rumligt sammen med tremoraktivitet, deres placeringer fungerer som en proxy for tremoraktivitet. Der er to forskellige huller i LFE -aktivitet ved Kii Gap og Ise Gap, mens der er begrænset eller ingen LFE -aktivitet under Kanto og Kyushu ved forlængelserne af LFE -aktivitetszonen (fig. 1). Junichi Nakajima fra Tokyo Institute of Technology og Akira Hasegawa ved Tohoku University undersøgte de seismiske egenskaber ved Nankai, herunder områder, hvor LFE'er er til stede og fraværende, i et forsøg på at belyse de faktorer, der styrer LFE -generation.

De observerede P-bølge (dVp) og S-wave (dVs) hastigheder viser tilstedeværelsen af ​​lavhastighedsanomalier i den overliggende plade ved Kanto, Ise Gap, Kii Gap, og Kyushu, hvor der er begrænset eller ingen LFE -aktivitet. LFE'er forekommer ikke på megatrust, hvor dVp og dV'er er lavere end cirka -4 procent, hvilket tyder på en systematisk ændring i seismiske hastigheder i den overliggende plade mellem områder med og uden LFE -aktivitet. Der er en rumlig korrelation mellem LFE -placeringer og seismisk hastighed, dæmpning, og anisotropiske anomalier. En hypotese, der kunne forklare variationen i seismiske egenskaber langs LFE-båndet, er variation i graden af ​​prograde-metamorfisme over megatroppen, der er proportional med hastigheden af ​​væskelækage fra den subducerende plade ind i den overliggende plade. Især store mængder væske frigøres fra den subducerende skorpe i dybder på 30 til 60 km.

De langsgående strejkevariationer i seismiske egenskaber tyder på, at den overliggende plade er mindre metamorfoseret i områder med LFE-aktivitet, og er væsentligt metamorfoseret i områder med begrænset eller ingen LFE -aktivitet. Denne antikorrelation mellem LFE'er og metamorfisme er sandsynligvis forårsaget af variation i de hydrologiske forhold i den overliggende plade. En uigennemtrængelig overliggende plade begrænser væsker til megatroppen, der henviser til, at væsker slipper ud af megatroppen, hvis den overliggende plade er gennemtrængelig. Utrænede forhold ved megathrust øger porevæsketryk til næsten litostatiske værdier, sænk megatrustens forskydningsstyrke tilstrækkeligt til at lette LFE'er, og resultere i en lav grad af metamorfisme i den overliggende plade (fig. 2a). I modsætning, på områder med begrænset LFE -aktivitet, væsker vandrer ind i og metamorferer den permeable overliggende plade, reducering af porevæsketryk ved megathrust, som ikke længere er svag nok til at generere LFE'er (fig. 2b).

Det store antal jordskælv i skorpe i Kii-hullet og Ise-hullet tyder på, at LFE-aktivitet og seismicitet i den overliggende plade er anti-korreleret, afspejler stort set størrelsen af ​​væskestrømmen fra megathrust. Forskerne konkluderede, at en veldrænet megathrust tillader væsker at migrere ind i den overliggende plade, hæmmer LFE -aktivitet ved megathrust, men lette overfladisk seismicitet på grund af den reducerede forskydningsstyrke ved skorpefejl.