En dessertlignende ørken:Californisk litosfære ligner crème brûlée

Årtier efter to store jordskælv rystede Mojave-ørkenen i Californien, opdagelsen af ​​nye forskydningsfunktioner efter jordskælv har fået KAUST-forskere til at opdatere den eksisterende model for denne jordskælvsudsatte region. Deres resultater understøtter en tynd "crème brûlée" model, hvor styrken ligger i den øvre skorpe, mens den nederste skorpe udviser mere duktilitet over tid end tidligere antaget.

For at forstå, hvordan jordens litosfære, bestående af skorpen og den øvre kappe, opfører sig i jordskælvscyklusser (før, under og efter jordskælv) over tid, forskere skal bestemme, hvordan styrken er fordelt i litosfærens stenlag.

"Med styrke, vi mener, hvor meget kraft sten kan modstå over tid, " siger Shaozhuo Liu, en postdoc, der arbejdede på projektet med KAUSTs Sigurjón Jónsson, sammen med forskere fra Californien. "Vi er interesserede i rheologi - hvordan klipperne opfører sig og 'flyder', når kræfter påføres dem."

Forekomsten af ​​jordskælv, udviklingen af ​​forkastningszoner, og den resulterende topografi er dikteret af, hvordan litosfæriske bjergarter reagerer på kræfter.

"I betragtning af at størstedelen af ​​litosfæriske bjergarter er placeret flere kilometer under overfladen, vi kan ikke direkte observere, hvordan de reagerer, " siger Liu. "At bygge reologiske modeller baseret på observationer indsamlet ved overfladen er det bedste alternativ."

Efter de to Mojave jordskælv, jordskælvsinducerede forskydninger på overfladen blev undersøgt grundigt. Tidligere modeller foretrak en stærk skorpe (både den øvre og nedre skorpe) og en lavviskøs øvre kappe. Imidlertid, de nyligt konstaterede forskydninger efter jordskælvet varede længere end forventet, tyder på, at fysiske processer i den nedre skorpe var mere aktive end tidligere antaget.

"Med udgangspunkt i vores arbejde med disse forskydningsfunktioner i 2015, " siger Liu, "vores nuværende undersøgelse søgte at klarlægge de dominerende processer, der ville producere sådanne funktioner."

Deres resultater tyder på, at efter omkring to år med fortsat glidning både på og under de oprindelige brud, de følgende årtier så jordskælvsinduceret viskoelastisk afslapning som den dominerende fysiske proces i den nedre skorpe og øvre kappe. Holdet viste, at viskositeten af ​​den nedre skorpe er omkring fem gange lavere end tidligere antaget og kun marginalt højere end den for den øvre kappe; det er, den nederste skorpe ser ud til at være svagere end forventet, understøtter en tyndhudet "crème brûlée"-model for regionen.

"Genbesøg på velundersøgte steder har potentialet til at give ny indsigt i lithosfærisk rheologi, " siger Jónsson. "Denne viden vil hjælpe med regionale farevurderinger for jordskælvsudsatte højt befolkede områder som Californien."