Hvordan påvirker langsomme anomalier under subducerende plader gigantiske megathrust-jordskælv?

Jordskælv og vulkaner i subduktionszoner kan forårsage stor menneskelig katastrofe. Tidligere undersøgelser af subduktionszonestruktur og kausale mekanismer for kæmpe megathrust jordskælv (M ≥ 9,0) har hovedsageligt fokuseret på aspekter som subduktion af plader og pladegrænseflader.

I modsætning, den oceaniske asthenosfærestruktur under den subducerende plade (i dybder på 100-250 km) og dens indflydelse på kernedannelsen af ​​gigantiske megathrust-jordskælv er ikke blevet grundigt undersøgt.

For nylig, Dr. Fan Jianke fra Institut for Oceanologi ved Det Kinesiske Videnskabsakademi (IOCAS) og prof. Zhao Dapeng fra Tohoku Universitet vendte deres opmærksomhed mod dette problem ved at undersøge den oceaniske asthenosfærestruktur i seks subduktionszoner, hvor gigantiske jordskælv har fundet sted.

Deres resultater blev offentliggjort i Natur Geovidenskab den 26. april.

Forskerne adopterede P-bølge tomografiske inversioner og kompilerede opdaterede tomografiske modeller. De tomografiske billeder afslører klart subslab lavhastigheds (langsom) anomalier under forearc-regioner i de seks subduktionszoner.

"De gigantiske jordskælvshypocentre er generelt placeret over kanterne af de langsomme anomalier eller over hullerne mellem dem. Store koseismiske glidninger af de gigantiske jordskælv forekommer hovedsageligt over hullerne mellem de langsomme anomalier, " sagde Dr. Fan.

Opdriftskraften af ​​en langsom anomali af en underplade kan øge interpladeforskydningsspændingen ved at øge interpladens normale spænding. Mellempladeforskydningsspænding øger den kritiske spændingstærskel for brud, og den kritiske forskydningsspænding over det langsomme anomali mellemrum er lidt mindre end det over den langsomme anomali.

Imidlertid, kritisk forskydningsspænding er stadig stor nok og relativt lettere at nå. Som sådan, det kan fremkalde et gigantisk megathrust jordskælv over det langsomme anomali gap, som primært styres af strukturel heterogenitet på og omkring pladegrænsefladen.

Ud over, opdriftskraften af ​​den langsomme anomali kan forårsage en morfologisk respons fra den subduktionsplade, således øger forskydningsspændingen på pladegrænsefladen. Termisk ledning eller termomekanisk erosion fra den langsomme anomali kan resultere i transformation af grænsefladerheologien fra friktions- til viskøs forskydning.

Denne transformation kan delvist forklare forekomsten af ​​jordskælv med langsom glidning over langsomme anomalier. Området med langsom skridning kan forhindre brududbredelse og være vært for efterskridning af et gigantisk megathrust-jordskælv.

"Det er nødvendigt at udføre seismisk tomografi for at undersøge mere detaljerede asthenosfæriske strukturer under en subducerende plade, som kan udpege den potentielle placering af et fremtidigt gigantisk megathrust jordskælv, " sagde Dr. Fan.