Hlboké zemetrasenie: prečo sa stalo

Hlboké zemetrasenia boli objavené v 20. rokoch 20. storočia, ale aj naďalej sú predmetom sporu. Dôvod je jednoduchý: nemali sa stať. Napriek tomu predstavujú viac ako 20 percent všetkých zemetrasení.

Plytké zemetrasenie vyžadujú, aby sa vyskytovali pevné horniny, konkrétnejšie chladné, krehké horniny. Iba tieto môžu ukladať elastické napätie pozdĺž geologickej chyby, udržiavané pod kontrolou trením, až kým sa napätie pri prudkom prasknutí neuvoľní.

Zem sa otepľuje asi o 1 ° C s priemernou hĺbkou 100 metrov. Kombinujte to s vysokým tlakom v podzemí a je jasné, že asi o 50 kilometrov nižšie, ďalej v priemere by horniny mali byť príliš horúce a pritlačené príliš pevne, aby praskli a brúsili tak, ako to robia na povrchom. Preto sa zemetrasenia s hlbokým zameraním, ktoré sú pod 70 km, vyžadujú vysvetlenie.

subduction dáva nám to cestu. Keď litosférické platne tvoriace vonkajší plášť Zeme vzájomne pôsobia, niektoré z nich sa vrhajú nadol do spodného plášťa. Keď opúšťajú tanierovú tektonickú hru, dostanú nové meno: dosky. Dosky najskôr odierajú o povrchovú dosku a ohýbajú sa pod napätím a spôsobujú zemetrasenie plytkého typu. Sú dobre vysvetlené. Ale ako doska prechádza hlbšie ako 70 km, otrasy pokračujú. Pomáha sa niekoľko faktorov:

• Plášť nie je homogénny, ale skôr plný rozmanitosti. Niektoré časti zostávajú krehké alebo studené veľmi dlho. Chladná doska môže nájsť niečo solídne, proti čomu môže dôjsť, spôsobujúc zemetrasenia plytkého typu, o niečo hlbšie, ako naznačujú priemery. Okrem toho sa môže ohnutá doska tiež uvoľniť a opakovať deformáciu, ktorú pociťovala skôr, ale v opačnom zmysle.
• Minerály v doske sa začínajú meniť pod tlakom. metamorfované čadič a gabbro v doske sa mení na blueschistickú minerálnu sadu, ktorá sa zase mení na eklogit bohatý na granáty v hĺbke 50 km. Voda sa uvoľňuje v každom kroku procesu, zatiaľ čo horniny sú kompaktnejšie a krehkejšie. toto dehydratácia krehnutia silne ovplyvňuje stres pod zemou.
• Pod rastúcim tlakom hadí minerály v doske sa rozkladajú na minerály olivín a enstatit plus voda. Toto je opak serpentínovej formácie, ktorá sa stala, keď bola doska mladá. Predpokladá sa, že je úplný okolo hĺbky 160 km.
• Voda môže spustiť lokálne topenie v doske. Roztavené horniny, rovnako ako takmer všetky kvapaliny, zaberajú viac miesta ako pevné látky, takže roztavenie môže zlomeniny zlomiť aj vo veľkých hĺbkach.
• V širokom rozsahu hĺbky v priemere 410 km sa olivín začína meniť na inú kryštalickú formu, ktorá je rovnaká ako u minerálnej spinely. To je to, čo mineralogovia nazývajú skôr fázovou zmenou než chemickou zmenou; ovplyvnený je iba objem minerálu. Olivový spinel sa znova zmení na formu perovskitu približne pri 650 km. (Tieto dve hĺbky označujú plášť prechodné pásmo.)
• K ďalším pozoruhodným fázovým zmenám patrí enstatit-il-ilmenit a granát na perovskit v hĺbkach menších ako 500 km.

Existuje teda veľa kandidátov na energiu za hlbokými zemetraseniami vo všetkých hĺbkach medzi 70 a 700 km, možno príliš veľa. Úlohy teploty a vody sú dôležité vo všetkých hĺbkach, aj keď nie sú presne známe. Ako hovoria vedci, problém je stále nedostatočne obmedzený.

O udalostiach s hlbokým zameraním existuje niekoľko ďalších dôležitých bodov. Jedným z nich je, že praskliny prebiehajú veľmi pomaly, menej ako polovica rýchlosti plytkých prasknutí a zdá sa, že pozostávajú z náplastí alebo úzko rozmiestnených častí. Ďalším je to, že majú málo otrasov, iba jednu desatinu toho, koľko majú plytké zemetrasenia. Uvoľňujú viac stresu; to znamená, že pokles napätia je všeobecne oveľa väčší pre hlboké ako plytké udalosti.

Až donedávna bola konsenzuálnym kandidátom na energiu veľmi hlbokých otřesov fázová zmena z olivínu na olivínovú spinelu alebo transformačné zlyhanie. Myšlienka bola taká, že malé šošovky olivínového spinelu by sa tvorili, postupne sa rozširovali a nakoniec spájali do listu. Olivínová spinel je mäkšia ako olivín, preto by sa v strese našla cesta náhleho uvoľnenia pozdĺž týchto fólií. Vrstvy roztavenej horniny by sa mohli vytvárať, aby mazali činnosť, podobne ako v prípade superfaults v litosfére by šok mohol spôsobiť viac transformačných porúch a zemetrasenie by pomaly rástlo.

Potom došlo k veľkému bolívijskému hlbokému zemetraseniu z 9. júna 1994, čo bolo 8,3 stupňa v hĺbke 636 km. Mnohí pracovníci sa domnievali, že to musí byť príliš veľa energie na to, aby sa zohľadnil model transformačnej poruchy. Ostatné testy nepotvrdili model. Nie všetci súhlasia. Odvtedy experti na hlboké zemetrasenie skúšajú nové nápady, zdokonaľujú staré a majú loptu.