Forskere borer dybt for at forstå, hvorfor jordskælvet på Sumatra var så alvorligt

Et internationalt hold af videnskabsmænd har fundet beviser, der tyder på, at dehydrering af mineraler dybt under havbunden påvirkede sværhedsgraden af ​​jordskælvet på Sumatra, som fandt sted den 26. december, 2004.

Jordskælvet, måler størrelse 9,2, og den efterfølgende tsunami, ødelagte kystsamfund i Det Indiske Ocean, dræber over 250, 000 mennesker.

Forskning i jordskælvet blev udført under en videnskabelig havboreekspedition til regionen i 2016, som en del af International Ocean Discovery Program (IODP), ledet af forskere fra University of Southampton og Colorado School of Mines.

Under ekspeditionen om bord på forskningsfartøjet JOIDES Resolution, forskerne prøvede, for første gang, sedimenter og klipper fra den oceaniske tektoniske plade, som føder Sumatra-subduktionszonen. En subduktionszone er et område, hvor to af Jordens tektoniske plader konvergerer, den ene glider under den anden, generere de største jordskælv på jorden, mange med ødelæggende tsunamier.

Resultaterne af en undersøgelse af sedimentprøver fundet langt under havbunden er nu beskrevet i et nyt papir ledet af Dr. Andre Hüpers fra MARUM-Center for Marine Environmental Sciences ved Bremen Universitet - offentliggjort i tidsskriftet Videnskab .

Ekspeditionens medleder professor Lisa McNeill, fra University of Southampton, siger:"Tsunamien i Det Indiske Ocean i 2004 blev udløst af et usædvanligt kraftigt jordskælv med et omfattende brudområde. Vi ønskede at finde ud af, hvad der forårsagede et så stort jordskælv og tsunami, og hvad det kan betyde for andre regioner med lignende geologiske egenskaber."

Forskerne koncentrerede deres forskning om en proces med dehydrering af sedimentære mineraler dybt under jorden, som normalt forekommer inden for subduktionszonen. Det menes, at denne dehydreringsproces, som er påvirket af sedimenternes temperatur og sammensætning, kontrollerer normalt placeringen og omfanget af slip mellem pladerne, og derfor sværhedsgraden af ​​et jordskælv.

På Sumatra, holdet brugte de seneste fremskridt inden for havboring til at udtrække prøver fra 1,5 km under havbunden. De tog derefter målinger af sedimentsammensætning og kemikalier, termisk, og fysiske egenskaber og kørte simuleringer for at beregne, hvordan sedimenterne og klippen ville opføre sig, når de havde rejst 250 km mod øst mod subduktionszonen, og blevet begravet betydeligt dybere, når højere temperaturer.

Forskerne fandt ud af, at sedimenterne på havbunden, eroderet fra Himalaya-bjergkæden og det tibetanske plateau og transporteret tusindvis af kilometer med floder på land og i havet, er tykke nok til at nå høje temperaturer og til at drive dehydreringsprocessen til afslutning, før sedimenterne når subduktionszonen. Dette skaber usædvanligt stærkt materiale, tillader jordskælvsglidning ved subduktionsforkastningsoverfladen til lavere dybder og over et større forkastningsområde - hvilket forårsager det usædvanligt kraftige jordskælv set i 2004.

Dr. Andre Hüpers fra universitetet i Bremen siger:"Vores resultater forklarer omfanget af det store brudområde, som var et træk ved jordskælvet i 2004, og foreslår, at andre subduktionszoner med tykke og varmere sedimenter og sten, kunne også opleve dette fænomen.

"Dette vil være særligt vigtigt for subduktionszoner med begrænsede eller ingen historiske subduktionsjordskælv, hvor farepotentialet ikke er velkendt. Subduktionszonejordskælv har typisk en returtid på et par hundrede til tusind år. Derfor kan vores viden om tidligere jordskælv i nogle subduktionszoner være meget begrænset."

Lignende subduktionszoner findes i Caribien (Små Antiller), ud for Iran og Pakistan (Makran), og ud for det vestlige USA og Canada (Cascadia). Holdet vil fortsætte forskningen i prøverne og data opnået fra Sumatra-boreekspeditionen i løbet af de næste par år, herunder laboratorieforsøg og yderligere numeriske simuleringer, og de vil bruge deres resultater til at vurdere de potentielle fremtidige farer både i Sumatra og i disse sammenlignelige subduktionszoner.