Het beperken van de geschiedenis van aardbevingen veroorzaakt door het breken van gesteente is belangrijk voor het voorspellen van seismische activiteit en plaattektonische evolutie. In een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Nature Wetenschappelijke rapporten 17 jan, 2020, een team van onderzoekers presenteert een nieuwe techniek op microschaal om de ouderdom te bepalen van kristallen die zijn gegroeid tijdens herhaalde activering van natuurlijke rotsbreuken over een tijdsbereik van miljarden jaren.

De dramatische energieafgifte van een aardbeving ontstaat wanneer gesteentesegmenten in relatief tegengestelde richtingen ten opzichte van elkaar bewegen als gevolg van de botsing of verspreiding van de tektonische platen waaruit de aardkorst bestaat. De beweging vindt plaats langs breukvlakken waar tegelijkertijd nieuwe mineraalkristallen groeien.

Het fundament van Scandinavië, tot twee miljard jaar oud, toont een uitgebreid netwerk van breuken gevormd in verschillende afleveringen die zich uitstrekken van de vroege geschiedenis van de Scandinavische korst tot de moderne tijd. In gesteentemonsters gewonnen uit diepe boorgaten in Zweden, nieuwe radio-isotopische datering op microschaal van individuele breukkristallen onthult de dominante breukafleveringen die Scandinavië beïnvloeden.

Mikael Tillberg, een doctoraatsstudent aan de Linnaeus University, Zweden, en eerste auteur van het artikel, verklaart, "De leeftijden van onze geanalyseerde kristallen komen overeen met verschillende verschillende perioden van uitgebreide bergketenvorming toen plaatgrenzen direct grenzend aan Scandinavië waren. Deze tijdelijke beperkingen tonen aan dat onze nieuw ontwikkelde benadering geschikt is om complexe breukgeschiedenissen te ontwarren."

Thomas Zak, van de Universiteit van Göteborg, Zweden, en een co-auteur van de studie, beschrijft hoe de dateringsmethode werkt. "Specifieke mineralen bevatten radiogene elementen waar bepaalde isotopen in de loop van de tijd vervallen. De abundanties van deze isotopen in kleine kristallen gevormd op breukvlakken worden gemeten met hoge precisie en gedetailleerde ruimtelijke resolutie."

"Het verband tussen kristalgroei en de wrijvingsbeweging van aardbevingen wordt verzekerd door het identificeren van striatielijnen gevormd op breukoppervlakkristallen door de beweging. Dit microscopisch onderzoek gaat vooraf aan leeftijdsanalyse om een ​​eenvoudige en robuuste procedure mogelijk te maken voor het dateren van breuken, "Henrik Drake aan de Linnaeus Universiteit, ook een co-auteur, voegt toe.

Mikael Tillberg vat de betekenis en mogelijke toekomstige toepassingen van deze techniek samen:

"Herhaalde aardbevingen produceren een chaotische reeks van gebroken rots- en mineraalgroei, zelfs in een enkel kristal of op een bepaald breukoppervlak. Onze methodologie kan deze sequenties oplossen en de microschaalmechanismen die betrokken zijn bij het breken verbinden met tektonische platen op het hele continent. Dit maakt het mogelijk reconstructie van geologische modellen voor diverse toepassingen zoals seismiciteit en infrastructuurtechniek."