Zipingpu Reservoir afslører klima-tektonisk samspil omkring jordskælvet i Wenchuan i 2008

Rollerne af "klimaændringer" versus "tektonik", der dominerer erosion og sedimenttransport over geologiske tidsskalaer, har længe været et varmt emne i jordvidenskaben. Hvordan man effektivt adskiller deres respektive roller er en stor udfordring, ligesom det berømte "kylling eller æg" spørgsmål.

En ny undersøgelse ledet af prof. Jin Zhangdong fra Institute of Earth Environment (IEE) fra det kinesiske videnskabsakademi gav en ny indsigt i samspillet mellem klima og tektonik fra en sedimentrekord i Zipingpu Reservoir omkring jordskælvet i Wenchuan i 2008. Resultaterne blev offentliggjort i Videnskabens fremskridt den 12. juni.

Sjældne ekstreme begivenheder såsom store jordskælv udgør farer og har varig indvirkning på landskaber og biogeokemiske kredsløb. Sedimenter giver værdifulde optegnelser over tidligere begivenheder, men utvetydigt at identificere begivenhedsaflejringer er udfordrende på grund af ikke-lineære sedimenttransportprocesser og dårlig alderskontrol.

Zipingpu Reservoir, med årligt opløste sedimenter, giver en unik mulighed for at dokumentere sammenhængen mellem et stort jordskælv og dets sedimentære signatur, fordi det stod færdigt i september 2004 og er placeret nedstrøms for det område, der blev ramt af jordskælvet i Wenchuan i 2008.

I oktober 2016 en 10,89 m sedimentkerne tilbage til flodlejet blev genvundet fra Zipingpu Reservoir. En aldersmodel for kernen blev udviklet baseret på sammenhængen mellem sedimentær magnetisk modtagelighed og reservoirvandstand. Grænsen for jordskælvet i Wenchuan i 2008 blev derefter tildelt en kernedybde på 6,20 m (fig. 1). Det er første gang, at en 10-årig sedimentkerne blev dateret til årlig opløsning.

Baseret på den præcise årlige kronologi, rollerne af et enkelt stort jordskælv og klima på erosion og sedimentoverførsel blev evalueret sammen med sedimentære og hydrometeorologiske data. Optegnelserne viste, at kornstørrelsen og Rb/Sr-forholdet af sedimenterne i Zipingpu Reservoir reagerede øjeblikkeligt på jordskælvet. Imidlertid, ændringerne blev dæmpet indtil to år efter begivenheden.

De mest tydelige seismiske signaler opstod i 2010, da intens monsunafstrømning lettede hurtig materialeeksport og drev ophobning af grovere korn og lavere Rb/Sr-sedimenter, som derefter blev opretholdt i flere år (fig. 2).

Resultaterne viste, at selvom jordskælvet mobiliserede meget store mængder sediment ved jordskred, hydrologisk forcering var nødvendig for at transportere dette affald fra bakkeskråninger til nedstrøms sedimentlagre, selv på et sted nær bjergfronten.

Det forsinkede svar fremhævede den rolle, som intens monsunregn spiller i udbredelsen af ​​tektoniske signaler til sedimentære arkiver.

Denne undersøgelse giver direkte beviser, der kan informere fortolkningen af ​​paleorecords og hjælpe med at belyse de måder, hvorpå sedimentære arkiver afspejler det komplekse samspil mellem tektonik og klima i styring af sedimentoverførsel i tektonisk aktive bjergkæder.