science >> Wetenschap >  >> Natuur

Aquaplaning in de geologische ondergrond - Waterdruk als kritische factor voor mega-aardbevingen

De Nazca-plaat duwt vanuit het westen tegen de Zuid-Amerikaanse plaat met 66 mm/jaar, waardoor een enorme druk wordt opgebouwd die vrijkomt bij enorme aardbevingen. Krediet:M. Moreno et al./GFZ

Wetenschappers hebben een mechanisme voorgesteld dat de grootste aardbeving ooit verklaart en hoe meer dan 50 jaar later, een andere grote aardbeving in dezelfde regio maakte een deel van de spanning los die zich had opgebouwd. In beide gevallen speelt de waterdruk ondergronds een cruciale rol.

De 2016 Mw 7.6 aardbeving van Zuid-Chili was de eerste grote aardbeving die plaatsvond binnen de breukgrenzen van de grote 1960 Mw 9.5 Valdivia aardbeving, de grootste ooit waargenomen in historische tijden. GPS gebruiken, inSAR, zwaartekracht, seismische reflectie, en geologische gegevens, Marcos Moreno en collega's van zowel GFZ als Chili laten zien dat de aardbeving van 2016 plaatsvond op de diepe grens van een aanhoudende ongelijkheid op het grensvlak tussen de subducerende Nazca en de overheersende Zuid-Amerikaanse platen, waarbij beide platen gekoppeld zijn en niet langs elkaar schuiven ondanks de hoge convergentiesnelheid van 68 mm/jaar. Deze moeilijkheid brak tijdens de aardbeving van 1960 in Chili b is sindsdien genezen en hersteld.

hun studie, gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen , presenteert een mechanisch model waarin de hoogste spanningen zich geleidelijk ophopen aan de diepere rand van een dergelijke oneffenheid. Het evenement van 2016 bracht deze hoge spanningen los. Afhankelijk van de wrijvingsparameters van de oneffenheid en het diepere segment van de plaatinterface, het model voorspelt de faaltijden van de diepere en ondiepere delen van de interface.

Volgens dit model is de ondiepere storing is representatief voor een grote gebeurtenis (1960-klasse) en de diepere gebeurtenis vertegenwoordigt een grote aardbeving (2016-klasse). Gezien de vertraging van 56 jaar sinds de gebeurtenis in 1960, het model suggereert dat de druk van vloeistof (d.w.z. grotendeels water) op de plaatinterfacezone bijna lithostatisch is op de diepere interface en iets lager is op de ondiepere interface. Als de waterdruk bij de plaatinterfacezone zo hoog wordt als de druk van de bovenliggende rotskolom, de sterkte van de rotsen op het plaatoppervlak wordt praktisch nul - een effect dat lijkt op aquaplaning zal uiteindelijk leiden tot een aardbeving. Er wordt voorgesteld dat de ontwikkeling van deze modelleringsstrategie de schatting van kritieke faaldrempels mogelijk zou kunnen maken voor andere in kaart gebrachte subductie-oneffenheden waar subductie- en overschrijvende platen momenteel zijn vergrendeld.

De Nazca-plaat kruipt onder de Zuid-Amerikaanse plaat door. Beide korstplaten zijn vergrendeld. Afhankelijk van de waterdruk op verschillende dieptes, uitglijden vindt plaats met potentieel verwoestende gevolgen. Krediet:M. Moreno et al./GFZ