Syvät maanjäristykset: Miksi ne tapahtuvat

Syvät maanjäristykset havaittiin 1920-luvulla, mutta ne ovat edelleen kiistan aiheita. Syy on yksinkertainen: niiden ei ole tarkoitus tapahtua. Niiden osuus kaikista maanjäristyksistä on kuitenkin yli 20 prosenttia.

Matalat maanjäristykset vaativat kiinteiden kivien esiintymisen, tarkemmin sanottuna kylmien, hauras kivien muodostumisen. Vain nämä voivat varastoida joustava kanta geologista vikaa pitkin, tarkistetaan kitkalla, kunnes kanta irtoaa voimakkaassa repeämässä.

Maa kuumenee noin 1 asteella C keskimäärin jokaisen 100 metrin syvyyden mukaan. Yhdistä se korkeapaineeseen maan alla ja on selvää, että noin 50 km alas, eteenpäin keskimäärin kivien tulisi olla liian kuumia ja puristettuja liian tiukasti halkeilua ja jauhaa tapaa, jolla ne tekevät pinta. Siksi syväkeskeiset järistykset, jotka ovat alle 70 km: n päässä, vaativat selityksen.

subduction antaa meille tietä tästä. Maan ulkokuoren muodostavien litosfäärilevyjen ollessa vuorovaikutuksessa, jotkut upotetaan alaspäin alla olevaan vaippaan. Kun he poistuvat levytektonisesta pelistä, he saavat uuden nimen: laatat. Aluksi levyt, jotka hankaavat päällyslevyä vasten ja taipuvat jännityksen alla, aiheuttavat matalia subduktionaalisia maanjäristyksiä. Nämä selitetään hyvin. Mutta kun laatta menee syvemmälle kuin 70 km, iskut jatkuvat. Useiden tekijöiden ajatellaan auttavan:

• Vaippa ei ole homogeeninen, vaan pikemminkin täynnä erilaisia. Jotkut osat ovat hauraita tai kylmiä erittäin pitkään. Kylmä laatta voi löytää jotain kiinteää työntääkseen vastaan, mikä tuottaa matalia järistyksiä, melko syvemmältä kuin keskiarvot osoittavat. Lisäksi taivutettu laatta voi myös taipua, toistaen muodonmuutoksen, jonka se tunsi aikaisemmin, mutta päinvastaisessa mielessä.
• Levyssä olevat mineraalit alkavat muuttua paineen alaisena. metamorphosed basaltti ja levyssä oleva gabbro vaihtuvat blueschist-mineraalikomplektiksi, joka puolestaan ​​muuttuu granaattirikkaana eklogiittina noin 50 km: n syvyydessä. Vettä vapautetaan prosessin jokaisessa vaiheessa, kun taas kivet tiivistyvät ja kasvavat hauraammiksi. Tämä kuivumisen heikentyminen vaikuttaa voimakkaasti maan alla oleviin rasituksiin.
• Kasvavan paineen alla, kiemurteleva Levyssä olevat mineraalit hajoavat mineraaleiksi oliviini ja enstatite sekä vesi. Tämä on kääntö käärmemuodostukseen, joka tapahtui levyn ollessa nuori. Sen uskotaan olevan valmis noin 160 km syvyyteen.
• Vesi voi laukaista paikallisen sulamisen levyssä. Sulanneet kivet, kuten melkein kaikki nesteet, vievät enemmän tilaa kuin kiinteät aineet, joten sulaminen voi rikkoa murtumia jopa suuressa syvyydessä.
• Laajassa keskimäärin 410 km: n syvyysalueella oliviini alkaa muuttua toiseen kidemuotoon, joka on identtinen mineraalipinelin kanssa. Tätä mineralogistit kutsuvat vaihevaiheeksi kemiallisen muutoksen sijasta; vaikuttaa vain mineraalimäärään. Oliviini-spineli muuttuu jälleen perovskite-muotoon noin 650 km: n päässä. (Nämä kaksi syvyyttä merkitsevät vaipan siirtymävyöhyke.)
• Muita merkittäviä vaihemuutoksia ovat enstatiitti-ilmeniitti ja granaatti-perovskiitti alle 500 km: n syvyydessä.

Siksi syvien maanjäristysten takana on paljon energiaehdokkaita 70–700 km: n kaikilla syvyyksillä, kenties liian monta. Lämpötilan ja veden roolit ovat tärkeitä myös kaikilla syvyyksillä, vaikka niitä ei tunnetakaan tarkasti. Kuten tutkijat sanovat, ongelma on edelleen huonosti rajoitettu.

Syväkeskeisiin tapahtumiin liittyy vielä muutama merkitsevä vihje. Yksi on, että repeämät etenevät hyvin hitaasti, vähemmän kuin puolet matalien repeämien nopeudesta, ja ne näyttävät koostuvan laikkuista tai tiiviisti toisistaan ​​sijaitsevista subeveneistä. Toinen on se, että heillä on vähän jälkijäristyksiä, vain kymmenesosa niin monta kuin matalat järistykset tekevät. Ne lievittävät enemmän stressiä; ts., stressin lasku on yleensä paljon suurempi syvissä kuin matalissa tapahtumissa.

Viime aikoihin asti konsensusehdokas erittäin syvien järistysten energialle oli vaihemuutos oliviinista oliviini-spinelliksi tai muutosvika. Ajatuksena oli, että pienet oliviini-spinelin linssit muodostuisivat, laajentuisivat vähitellen ja yhdistyisivät lopulta arkkiin. Oliviini-spineli on pehmeämpää kuin oliviini, joten stressi löytäisi keinon äkillisestä vapautumisesta näiden arkkien varrella. Sulatetun kiven kerrokset voivat muodostua voitelemaan vaikutusta, samanlainen kuin superfaults litosfäärissä sokki saattaa laukaista enemmän muutosvirheitä ja järistys kasvaa hitaasti.

Sitten tapahtui 9. kesäkuuta 1994 tapahtunut suuri Bolivian syvä maanjäristys, voimakkuus 8,3, tapahtuma 636 km: n syvyydessä. Monien työntekijöiden mielestä se on liian paljon energiaa muutosvikavirtamallin huomioon ottamiseksi. Muut testit eivät ole vahvistaneet mallia. Kaikki eivät ole samaa mieltä. Siitä lähtien syvän maanjäristyksen asiantuntijat ovat kokeilleet uusia ideoita, jalostaneet vanhoja ja pitäneet palloa.