Разрывы от «тихих» землетрясений в глубине земной коры могут исцелить себя в течение нескольких часов.
- При покупке по ссылкам на наши статьи, Future и его партнеры по синдикации могут получить комиссию.
Трещины в глубине земной коры могут слипаться в течение нескольких часов после определенных землетрясений, как показывают новые исследования.
В частности, эти трещины могут быстро заживать после того, что геологи называют медленными событиями скольжения. Это когда деформация и вызванное стрессом движение между двумя сторонами разлома происходит в течение дней, недель или месяцев, а не в течение секунд или, для самых больших землетрясений, минут.
Медленные события скольжения — это «тихие» землетрясения, в которых скольжение происходит гораздо медленнее и не излучает сильные волны, которые могут сделать регулярные землетрясения опасными, — сказал ведущий автор исследования Аманда Томас, профессор геофизики в Калифорнийском университете в Дэвисе.
«Медленные события скольжения и регулярные землетрясения могут происходить в одних и тех же основных системах разломов, но они обычно происходят на разных глубинах и в разных физических условиях, — сказал Томас в интервью Live Science. — Что определяет, медленно или внезапно скатывается разлом, так это фрикционное поведение разлома и эффективное напряжение на разломе».
Томас и ее коллеги изучали события медленного скольжения глубоко в зоне субдукции Каскадия, «мега-разлом», где плита Хуана де Фука скользит под североамериканской плитой. Cascadia __ испытывает много этих событий медленного скольжения и имеет исключительную сеть сейсмического мониторинга, что делает его одним из лучших мест в мире для изучения этого явления, сказал Томас.
«В зонах субдукции, таких как Каскадия, крупные землетрясения происходят в неглубоких, более холодных породах, в то время как медленное скольжение происходит глубже, где температуры и давления намного выше, а жидкости в изобилии», — объяснил Томас.
События медленного скольжения Каскадии необычны тем, что они иногда разрывают одну и ту же зону несколько раз во время одного события. Всего за несколько часов одна область разлома может разбиться несколько раз, что предполагает как быстрое перезагрузку стресса, так и «исцеление» процесса между разрывами. «Эта повторная реактивация является одной из загадок, которые наше исследование намеревалось объяснить», — сказал Томас.
Результаты исследования были опубликованы 19 ноября в журнале Science Advances.
Поскольку глубины Каскадии недоступны, исследователи воссоздали в лаборатории условия, которые, как считается, существуют глубоко в зоне субдукции. Они загрузили серебряную капсулу с порошкообразным кварцем и струйкой воды, чтобы имитировать камни и глубокие жидкости, соответственно. Затем команда сварила капсулу закрытой, нагрела ее примерно до 930 градусов по Фаренгейту (500 градусов по Цельсию) и поместила ее под давлением в 10 000 раз выше атмосферного давления на срок до 24 часов.
Затем исследователи использовали электронную микроскопию, чтобы выяснить, что произошло с порошком кварца. Они обнаружили, что минеральные зерна были сварены вместе, даже в образцах, которые были «сварены» всего за несколько часов.
«Исцеление от вины сильно зависит от температуры, давления и присутствия жидкостей, — сказал Томас. — В наших экспериментах эти условия вызывали измеримое усиление в течение нескольких часов».
Больше в науке
Плосконоголовый кот, которого когда-то считали «возможно вымершим», впервые за многие годы
Регулярные землетрясения обычно происходят в более мелких областях коры, поэтому для заживления переломов требуется гораздо больше времени — от нескольких лет до нескольких десятилетий. «Наши результаты показывают, что один и тот же основной процесс может работать по всей коре, но временные рамки меняются в зависимости от окружающей среды», — сказал Томас.
Связанные истории
Другая часть головоломки, рассмотренная в исследовании, заключается в том, как стресс перегружается так быстро во время медленного скольжения событий в Каскадии. Зона субдукции испытывает низкочастотные землетрясения, которые являются небольшими сейсмическими событиями, вызванными всплесками, когда одна и та же область разрывается снова и снова. Эти всплески перекрываются с циклами приливов океана, предполагая, что приливные изменения могут вызвать разлом, чтобы восстановиться всего через несколько часов после того, как он восстановил себя.
«В Каскадии быстрое заживление означает, что части глубокого разлома могут восстанавливаться достаточно быстро, чтобы быть повторно активированными несколько раз во время одного медленного цикла скольжения, — сказал Томас. — Это влияет на то, как мы моделируем медленное скольжение и как мы интерпретируем сигналы, которые мы используем для мониторинга глубокого разлома».
Исцеление от вины также является важным фактором в более мелких регионах, в том числе в тех, которые, как известно, вызывают крупные землетрясения. Процессы восстановления должны быть включены в модели следующего поколения, поскольку они могут улучшить наше понимание рисков землетрясений, — сказал Томас.
