Dybe underjordiske styrker forklarer skælv på San Andreas -fejl

Stensmeltningskræfter, der forekommer meget dybere på Jorden end tidligere forstået, ser ud til at drive rystelser langs et berygtet segment af Californiens San Andreas-fejl, ifølge ny USC -forskning, der hjælper med at forklare, hvordan skælv sker.

Undersøgelsen fra det nye felt inden for jordskælvsfysik ser på temblormekanikken nedefra og op, frem for ovenfra og ned, med fokus på underjordiske klipper, friktion og væsker. På segmentet af San Andreas -fejlen nær Parkfield, Californien, underjordiske ophidselser - ud over de dybder, hvor skælv typisk overvåges - fører til ustabilitet, der brister i et skælv.

"Det meste af Californiens seismicitet stammer fra de første 10 miles af skorpen, men nogle rystelser på San Andreas -fejlen finder sted meget dybere, "sagde Sylvain Barbot, assisterende professor i jordvidenskab ved USC Dornsife College of Letters, Kunst og videnskab. "Hvorfor og hvordan dette sker, er stort set ukendt. Vi viser, at en dyb del af San Andreas -fejlen ofte bryder og smelter værtsstenene, generere disse anomale seismiske bølger. "Den nyligt publicerede undersøgelse vises i Videnskab fremskridt . Barbot, den tilsvarende forfatter, samarbejdede med Lifeng Wang fra China Earthquake Administration i Kina.

Resultaterne er betydningsfulde, fordi de hjælper med at fremme det langsigtede mål om at forstå, hvordan og hvor jordskælv sandsynligvis vil forekomme, sammen med de kræfter, der udløser rystelser. Bedre videnskabelig forståelse hjælper med at oplyse byggekoder, offentlig politik og beredskab i beredskab i områder med jordskælv som Californien. Resultaterne kan også være vigtige i tekniske applikationer, hvor temperaturen på klipper ændres hurtigt, såsom ved hydraulisk brud.

Parkfield blev valgt, fordi det er et af de mest intensivt overvågede epicentre i verden. San Andreas -fejlen skiver forbi byen, og det brister regelmæssigt med betydelige skælv. Skælv i størrelsesorden 6 har rystet Parkfield -sektionen af ​​fejlen med ret regelmæssige intervaller i 1857, 1881, 1901, 1922, 1934, 1966 og 2004, ifølge U.S. Geological Survey. På større dybder, mindre forstyrrelser forekommer hvert par måneder. Så hvad sker der dybt i Jorden for at forklare den hurtige jordskælvs tilbagefald?

Ved hjælp af matematiske modeller og laboratorieforsøg med sten, forskerne udførte simuleringer baseret på beviser indsamlet fra afsnittet af San Andreas -fejlen, der strækker sig op til 36 miles nord for - og 16 miles under - Parkfield. De simulerede dynamikken i fejlaktivitet på den dybe jord i 300 år for at studere en lang række brudstørrelser og adfærd.

Forskerne observerede, at efter et stort skælv ender, de tektoniske plader, der mødes ved fejlgrænsen, slår sig ned i en sammenføjning, samværsfase. For en besværgelse, de glider forbi hinanden, en langsom glidning, der forårsager lidt forstyrrelse af overfladen.

Men denne harmoni modvirker problemer med at brygge. Lidt efter lidt, bevægelse på tværs af bidder af granit og kvarts, Jordens grundfjeld, genererer varme på grund af friktion. Når varmen intensiveres, stenblokke begynder at ændre sig. Når friktion skubber temperaturer over 650 grader Fahrenheit, klippeblokkene vokser mindre faste og mere væskelignende. De begynder at glide mere, skaber mere friktion, mere varme og flere væsker, indtil de hurtigt glider forbi hinanden - hvilket udløser et jordskælv.

"Ligesom at gnide vores hænder sammen i koldt vejr for at varme dem op, fejl varmes op, når de glider. Fejlbevægelserne kan skyldes store temperaturændringer, "Barbot sagde." Dette kan skabe en positiv feedback, der får dem til at glide endnu hurtigere, til sidst at skabe et jordskælv. "

Det er en anden måde at se på San Andreas -fejlen. Forskere fokuserer typisk på bevægelse i toppen af ​​jordskorpen, forudse, at dens bevægelse igen afviser stenene dybt nedenunder. Til denne undersøgelse, forskerne så på problemet nedefra og op.

"Det er svært at komme med forudsigelser, "Tilføjede Barbot, "så i stedet for at forudsige bare jordskælv, vi forsøger at forklare alle de forskellige typer bevægelser, der ses i jorden. "