Forskere viser, at langsomtgående jordskælv styres af stenpermeabilitet
Jordskælv er de mest dramatiske og bemærkelsesværdige resultater af tektoniske pladebevægelser. De er ofte destruktive og dødelige, eller i det mindste fysisk følt - de er bogstaveligt talt banebrydende geologiske begivenheder. Men ikke al tektonisk bevægelse resulterer i effekter, som mennesker kan opfatte.
Langsomme glidehændelser opstår, når indestængte tektoniske kræfter frigives i løbet af et par dage eller måneder, som et jordskælv, der udspiller sig i slowmotion. Den mere gradvise bevægelse betyder, at folk ikke vil føle, at jorden ryster under deres fødder, og bygninger vil ikke kollapse. Men manglen på ødelæggelse gør ikke langsomme slip-begivenheder mindre videnskabeligt vigtige. Faktisk kan deres rolle i jordskælvets cyklus være med til at føre til en bedre model til at forudsige, hvornår jordskælv sker.
I en artikel offentliggjort for nylig i Geophysical Research Letters , en Jackson School of Geosciences-forskningsgruppe ledet af Harm Van Avendonk, Nathan Bangs og Nicola Tisato udforsker, hvordan klippernes sammensætning, specifikt deres permeabilitet – eller hvor let væsker kan strømme gennem dem – påvirker hyppigheden og intensiteten af hændelser med langsom glid.
I 2019 og 2022 rejste gruppen til New Zealands nordø for at indsamle sten fra flere fremspring nær Hikurangi-marginen. Dette er en subduktionszone ud for New Zealands kyst, hvor langsom udskridning sker rutinemæssigt, cirka en gang om året. Forskerne bragte en cache af sten tilbage til UT, hvor de testede deres permeabilitet og elastiske egenskaber.
Deres test viste, hvordan porer i klipperne kunne kontrollere de regelmæssige langsomme glidehændelser i denne subduktionszone. Tidligere undersøgelser har antydet, at et lag af uigennemtrængelig sten i toppen af den faldende tektoniske plade tjener som et forseglet låg, der fanger væske i porerne i de underliggende stenlag.
Efterhånden som væske akkumuleres under forseglingen, opbygges trykket og bliver til sidst højt nok til at udløse en langsom glidehændelse eller jordskælv. Denne hændelse bryder derefter den uigennemtrængelige forsegling, og sprækker klipperne midlertidigt, så de kan opsuge væsker. Inden for et par måneder heler klipperne og vender tilbage til deres oprindelige permeabilitet, og cyklussen starter forfra.
Ved at studere denne cyklus testede Tisato og andre forskere sten fra nærliggende overfladefremspring, som engang var en del af jordskælvsforkastningen dybt under jorden. Tidligere permeabilitetsundersøgelser er kun udført på løse sedimenter, der er blevet konsolideret til fast bjergart.
"Vi viser for første gang, ved at bruge sten, der er repræsentative for dem i dybden, at permeabiliteten er kontrollerende (langsomme sliphændelser)," sagde han.
Laura Wallace, en forsker ved University of Texas Institute for Geophysics og GEOMAR i Tyskland, har studeret hændelser med langsom skridning i mere end 20 år og var den første person til at registrere hændelser med langsom skridning i Hikurangi-marginen. Hun sagde, at dette papir tilføjer flere datapunkter for at informere om de tidsskalaer, over hvilke ændringer i fejlzonens permeabilitet kan finde sted, hvilket muligvis påvirker de observerede cyklusser med langsomme sliphændelser.
"Det tilføjer nogle yderligere databegrænsninger for, hvordan denne fejlventilproces kan fungere, hvordan væskecykling kunne fungere i subduktionszonen - hvis det faktisk er det, der driver disse tings cyklicitet," sagde Wallace.
Det ultimative mål med denne forskning, sagde Tisato, er at forstå, hvorfor jordskælv sker, og til sidst at bygge en overbevisende model, der endda kan forudsige dem, en kode, som videnskabsmænd endnu ikke har knækket.
Han og kandidatstuderende Jacob Allen analyserer i øjeblikket stenprøver fra midten af marginen og tester for forskelle i permeabilitet. Klipperne i den nordlige ende af denne subduktionszone er rigere på ler end dem i den sydlige ende.
Fordi ler er formbart og kan rumme meget vand og andre væsker, er de ideelt egnet til at fange, knække og kanalisere disse væsker. Det kunne forklare, hvorfor hændelser med langsom udskridning i den nordlige ende af subduktionszonen ofte forekommer, mens de sjældent forekommer i den sydlige ende, sagde Tisato.
"Vi er nødt til at gennemgå øvelsen med at forstå, hvorfor der i den nordlige del af Hikurangi-marginen er langsomme skred, og hvorfor vi i den sydlige del af Hikurangi-marginen har færre langsomme skred," sagde Tisato. "For hvis vi forstår det, så har vi et ekstra skridt at gå mod forudsigelsen."
Tre kandidatstuderende fra Jackson School of Geosciences bidrog også til dette papir:Carolyn Bland, Kelly Olsen og Andrew Gase.
Flere oplysninger: Nicola Tisato et al., Permeability and Elastic Properties of Rocks From the Northern Hikurangi Margin:Implikations for Slow-Slip Events, Geophysical Research Letters (2024). DOI:10.1029/2023GL103696
Journaloplysninger: Geofysiske forskningsbreve
Leveret af University of Texas i Austin
Varme artikler
-
Det sydlige Chiles isbjerg deler sig fra gletsjeren, truer navigationenEt stort stykke løsner sig fra den grå gletscher i Chiles sydlige Patagonien-region, som set den 28. november, 2017 i denne handout udgivet af Chiles National Forest Corporation (CONAF) Den nylige -
Kīlaueas gasplumer afslører skjulte farer ved vulkansk forureningGolden Hour på Kīlauea. Kredit:Emily Mason/USGS Et team af vulkanologer, der observerede det kolossale udbrud i 2018 i Kīlauea, Hawaii, har sporet, hvordan potentielt giftige metaller, der transpo -
Gå med isflagen:Havisens bevægelser sporer dynamikken, der transformerer det nye ArktisKredit:University of California - Riverside Klimaændringer opnår, hvad århundreders udforskning ikke kunne:åbne den sagnomspundne Nordvestpassage, en maritim genvej fra Europa til Asien via det ar -
Grænsen på 1,5 graders global opvarmning er ikke umulig-men det vil snart væreKredit:Shutterstock At begrænse den globale opvarmning til 1,5 grader C i dette århundrede er et centralt mål for Parisaftalen. I de seneste måneder har klimaeksperter og andre, herunder i Austral
- FN bekræfter Madrid som nyt sted for klimatopmøde
- Amerikanske astronauter drømmer om at se rummet blive til virkelighed
- Vær tro mod dig selv på Facebook
- Identificeret:Molekylær struktur, der nedbryder en vigtig komponent i smog
- En næste generation af triboelektrisk nanogenerator (TENG) til at realisere konstant strøm fra ele…
- Frankrig vil blokere udviklingen af Facebook Libra cryptocurrency