4D-bagprojektionsmetode afslører seismicitet, der startede i den nedre kappe i 2015

Den 30. maj 2015, et jordskælv på 7,9 fandt sted under Japans fjerntliggende Ogasawara (Bonin) øer, placeret omkring 1, 000 kilometer syd for Tokyo. Den seismiske aktivitet fandt sted over 660 kilometer under jordens overflade, nær overgangen mellem den øvre og nedre kappe. Mekanismen for dybfokuserede jordskælv, ligesom jordskælvet i 2015, har længe været mystisk - det ekstremt høje tryk og temperaturen på disse dybder skulle resultere i, at sten deformeres, frem for brud som ved lavere jordskælv.

Ved at bruge en 4D-bagprojektionsmetode, Kiser et al. sporet stien til jordskælvet i 2015 og identificerede, for første gang, seismisk aktivitet, der startede i den nedre kappe. De stolede på målinger fra High Sensitivity Seismograph Network, eller Hi-net, et netværk af seismiske stationer fordelt over Japan. De data, der er indfanget af disse instrumenter, er analoge med krusninger i en dam produceret af en faldet sten:Ved at beregne, hvordan seismiske bølger spredes, forskerne var i stand til at udpege stien til dyb-fokus-skælvet.

Teamet fandt ud af, at hovedchokket startede i en dybde på 660 kilometer, derefter forplantet mod vest-nordvest i mindst otte sekunder, mens den faldt i dybden. Analyser af de to timer efter hovedstødet identificerede efterskælv mellem 624 og 751 kilometers dybde. En fælles model for jordskælv med dybt fokus er transformationsfejl; med andre ord, ustabilitet forårsager overgang af olivin i en subdukterende plade til en tættere form, spinel. Efterskælvene under 700 kilometer, imidlertid, fandt sted uden for zonen, hvor denne overgang sker. Forfatterne foreslår, at den dybe seismicitet kan være forårsaget af stressændringer forårsaget af bundfældning af et segment af subdukterende plade som reaktion på hovedchokket, selvom hypotesen kræver fremtidig undersøgelse.

Denne historie er genudgivet med tilladelse til Eos, vært for American Geophysical Union. Læs den originale historie her.