En ny metode til at datere gamle jordskælv

Det er vigtigt at begrænse historien om jordskælv produceret af brud på grundfjeldet for at forudsige seismisk aktivitet og pladetektonisk udvikling. I en ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Nature Videnskabelige rapporter 17. januar, 2020, et team af forskere præsenterer en ny mikroskalateknik til at bestemme alderen på krystaller, der er dyrket under gentagen aktivering af naturlige klippebrud over en tidsperiode på milliarder af år.

Den dramatiske energifrigivelse af et jordskælv dannes, når grundfjeldssegmenter bevæger sig i relative modsatte retninger i forhold til hinanden på grund af sammenstødet eller spredningen af ​​de tektoniske plader, der udgør jordskorpen. Bevægelsen sker langs forkastningsplaner, hvor nye mineralkrystaller vokser samtidigt.

Skandinaviens grundfjeld, op til to milliarder år gammel, viser et omfattende netværk af brud dannet ved forskellige episoder, der strækker sig fra den tidlige historie af den skandinaviske skorpe til moderne tid. I stenprøver hentet fra dybe boringer i Sverige, ny mikroskala radioisotopdatering af individuelle fejlkrystaller afslører de dominerende brudepisoder, der påvirker Skandinavien.

Mikael Tillberg, en ph.d.-studerende ved Linnaeus University, Sverige, og første forfatter af papiret, forklarer, "Aldre for vores analyserede krystaller matcher adskillige distinkte perioder med omfattende bjergkædedannelse, da pladegrænserne var direkte nabo til Skandinavien. Disse tidsmæssige begrænsninger viser, at vores nyudviklede tilgang er velegnet til at udrede komplekse fraktureringshistorier."

Thomas Zack, fra Göteborgs Universitet, Sverige, og en medforfatter af undersøgelsen, beskriver hvordan datingmetoden fungerer. "Specifikke mineraler indeholder radiogene elementer, hvor visse isotoper henfalder over tid. Forekomsten af ​​disse isotoper i bittesmå krystaller dannet på brudflader måles med høj præcision og detaljeret rumlig opløsning."

"Forbindelsen mellem krystalvækst og jordskælvs friktionsbevægelse sikres ved at identificere stribelinjer dannet på brudoverfladekrystaller af bevægelsen. Denne mikroskopiske undersøgelse går forud for aldersanalyse for at muliggøre en enkel og robust procedure til datering af forkastninger, Henrik Drake ved Linnaeus University, også medforfatter, tilføjer.

Mikael Tillberg opsummerer betydningen og mulige fremtidige anvendelser af denne teknik:

"Gentagne jordskælvsepisoder producerer en kaotisk række af knust sten og mineralvækst selv i en enkelt krystal eller på en bestemt brudoverflade. Vores metodik kan løse disse sekvenser og forbinde mikroskalamekanismerne involveret i frakturering med kontinent-dækkende pladetektoniske kræfter. Dette tillader rekonstruktion af geologiske modeller til forskellige anvendelser såsom seismicitet og infrastrukturteknik."