Forskere får første kig på årsagen til slow -motion jordskælv

Et internationalt team af forskere har for første gang identificeret de forhold dybt under jordens overflade, der fører til udløsning af såkaldte 'slowmotion'-jordskælv.

Disse begivenheder, mere almindeligt kendt som slow slip -begivenheder, ligner almindelige pludselige og katastrofale jordskælv, men finder sted på meget længere tidspunkter, normalt fra dage til måneder.

Ved at bore ned til lidt over 1 km dybt i vanddybder på 3,5 km ud for New Zealands kyst, teamet har vist, at områder med fejlzoner, hvor langsomt glidende hændelser forekommer, er kendetegnet ved en 'mash up' af forskellige klippetyper.

Resultaterne, offentliggjort i dag i tidsskriftet Videnskab fremskridt , viste, at områderne består af ekstremt ru havbundstopografi lavet af klipper, der varierede markant i størrelse, type og fysiske egenskaber.

Bladets hovedforfatter, Dr. Philip Barnes fra New Zealands National Institute of Water and Atmospheric Research (NIWA), beskrev, at 'nogle sten var grødet og svagt, mens andre var hårde, cementeret og stærk. '

Dette har givet forskere det første nogensinde at se på typer og egenskaber af sten, der er direkte involveret i slowmotion-jordskælv og begynder at besvare nogle af de store fremragende spørgsmål omkring disse unikke begivenheder, f.eks. om de kan udløse større, mere skadelige jordskælv og tsunamier.

Medforfatter af undersøgelsen Dr. Ake Fagereng, fra Cardiff University's School of Earth and Ocean Sciences, sagde:"Dette var den første indsats for at prøve de sten, der er vært for langsomme skridbegivenheder, og det slående, umiddelbar observation er, at deres styrker er enormt varierende. Man kan derfor visualisere den langsomme skridkilde som en blanding af hårde og svage sten, og brug dette som udgangspunkt for modeller af, hvordan langsom glidning opstår. "

Først opdaget ved San Andreas -fejlen i Californien, men siden 2002 fundet at forekomme flere andre steder, begivenheder med langsom slip er stadig et relativt mysterium for forskere, der forsøger at finde ud af hvordan, hvor og hvorfor de opstår, og hvad der driver deres adfærd.

Som en del af deres undersøgelse, det internationale team foretog to International Ocean Discovery Program (IODP) ekspeditioner ombord på forskningsfartøjet JOIDES Resolution til Hikurangi subduktionszonen ud for nordkysten af ​​Nordøen i 2017 og 2018.

Det var første gang, forskere havde undersøgt, og direkte udtaget klipper fra kilderegionen for langsomme skridhændelser ved hjælp af videnskabelige boremetoder på havbunden.

Hikurangi -subduktionszonen er New Zealands største jordskælvsfejl og er et af de bedste steder i verden at studere langsom glidning, fordi her sker disse hændelser tæt på havbunden, hvilket gør boring meget lettere for at indsamle stenprøver.

For eksempel, Laura Wallace fra GNS Science, New Zealand, beskriver, at jordskælvet i Kaikoura i 2016 udløste en række store langsomme begivenheder på Hikurangi -subduktionszonen - hvor stillehavspladen dykker under den østlige nordø - og var den mest udbredte episode af langsom glid, der blev set i New Zealand, siden de først blev opdaget i landet.

Disse langsomme skridhændelser efter jordskælvet i Kaikoura frigav en stor mængde opbygget tektonisk energi og varede i ugerne og månederne efter jordskælvet.

Under ekspeditionen borede holdet to boringer for at opnå en sekvens af sten og sedimenter på den indkommende (Stillehavs) plade, der nærmer sig Nordøen.

Boredataene blev fortolket sammen med seismiske refleksionsprofiler - eller billeder af lagene under jordoverfladen, der er skabt til søs af lydbølger.

Undersøgelsen har vist, at sameksistensen af ​​disse kontrasterende stentyper i fejlzonen kan føre til de langsomme skridbevægelser, der observeres offshore fra Gisborne, og måske andre steder ved subduktionsgrænser rundt om i verden.

Ja, Dr. Barnes siger, at forskningen ikke kun vil have relevans for New Zealand, men til områder som Japan og Costa Rica, som sidder på ildringen - omkredsen af ​​Stillehavsområdet, hvor mange jordskælv og vulkanudbrud opstår.

"Vi ved nu, at en meget variabel blanding af stenstyrker er en del af opskriften på langsom glidning. Dette åbner for nye undersøgelser af, hvordan sådanne blandinger deformeres, hvorfor de kan generere langsom slip, og under hvilke betingelser (hvis nogen) de også kan generere skadelige jordskælv. Dette kan hjælpe med at løse det fremragende spørgsmål om, hvordan jordskælv og begivenheder med langsom skridning interagerer, "fortsatte Dr. Fagereng.