Een groot internationaal onderzoek heeft nieuw licht geworpen op de mechanismen waardoor aardbevingen tot 40 km onder het aardoppervlak worden veroorzaakt.

Hoewel dergelijke aardbevingen ongebruikelijk zijn, omdat wordt verwacht dat rotsen op die diepte langzaam en aseismisch kruipen, ze zijn goed voor ongeveer 30 procent van de intracontinentale seismische activiteit. Recente voorbeelden zijn onder meer een aanzienlijk deel van de seismische activiteit in de Himalaya en naschokken in verband met de aardbeving in Bhuj in 2001 in India.

Echter, er is momenteel heel weinig bekend over de oorzaak ervan, grotendeels te wijten aan het feit dat eventuele effecten normaal gesproken diep onder de grond verborgen zijn.

De huidige studie, gepubliceerd in Natuurcommunicatie en gefinancierd door de Natural Environment Research Council, trachtte te begrijpen hoe zulke diepe aardbevingen kunnen ontstaan.

Ze toonden aan dat breuken door aardbevingen kunnen worden aangemoedigd door de interactie van verschillende schuifzones die langzaam en aseismisch kruipen. Deze interactie laadt de aangrenzende blokken stijve rotsen in de diepe korst, totdat ze de toenemende stress niet meer kunnen volhouden, en snap-genererende aardbevingen.

Met nadruk op observaties van vrij complexe netwerken gecreëerd door door aardbevingen veroorzaakte fouten, ze suggereren dat deze context wordt gekenmerkt door zich herhalende cycli van vervorming, met langzame kruip op de lange termijn op de afschuifzones onderbroken door episodische aardbevingen.

Hoewel slechts een voorbijgaand onderdeel van dergelijke vervormingscycli, de aardbevingen maken een aanzienlijk deel van de geaccumuleerde stress in de regio vrij.

Het onderzoek werd geleid door de Universiteit van Plymouth (VK) en de Universiteit van Oslo (Noorwegen), met wetenschappers die geologische observaties uitvoeren van seismische structuren in opgegraven onderste korstgesteenten op de Lofoten-eilanden.

De regio is de thuisbasis van een van de weinige goed belichte grote delen van opgegraven continentale onderste korst in de wereld, blootgesteld tijdens de opening van de Noord-Atlantische Oceaan.

Wetenschappers brachten enkele maanden door in de regio, het uitvoeren van een gedetailleerde analyse van het blootgestelde gesteente en in het bijzonder ongerepte pseudotachylyten (gestolde smelt geproduceerd tijdens seismische slip die wordt beschouwd als 'fossiele aardbevingen') die foutenreeksen sieren die aangrenzende of kruisende afschuifzones met elkaar verbinden.

Ze verzamelden ook monsters uit de regio die vervolgens werden geanalyseerd met behulp van geavanceerde technologie in het Plymouth Electron Microscopy Centre van de universiteit.

Hoofdauteur Dr. Lucy Campbell, Postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Plymouth, zei:

"De Lofoten-eilanden bieden een bijna unieke locatie om de impact van aardbevingen in de onderste korst te onderzoeken. Maar door te kijken naar delen van blootliggend gesteente van minder dan 15 meter breed, we waren in staat om voorbeelden te zien van langzaam vormende rotsvervorming die aardbevingen veroorzaakten die tot 30 km onder het oppervlak werden gegenereerd. Het model dat we nu hebben ontwikkeld, geeft een nieuwe verklaring voor de oorzaken en gevolgen van dergelijke aardbevingen die op veel plaatsen waar ze voorkomen kunnen worden toegepast."

Projectleider Dr. Luca Menegon, Universitair hoofddocent aan de Universiteit van Plymouth en de Universiteit van Oslo, toegevoegd:

"Diepe aardbevingen kunnen net zo destructief zijn als aardbevingen die dichter bij het aardoppervlak komen. Ze komen vaak voor in dichtbevolkte gebieden in het binnenland van de continenten, zoals in Centraal-Azië bijvoorbeeld. Maar hoewel er veel bekend is over de oorzaak van seismische activiteit in de bovenkorst, we weten veel minder over degenen die lager voorkomen. Deze studie geeft ons een fascinerend inzicht in wat er diep onder het aardoppervlak gebeurt, en onze uitdaging is nu om dit onderzoek voort te zetten en te kijken of we het kunnen gebruiken om risicogemeenschappen meer bewust te maken van de gevaren van dergelijke activiteiten."

Als onderdeel van de studie, wetenschappers werkten ook samen met filmmaker Heidi Morstang van de Universiteit van Plymouth om een ​​documentaire van 60 minuten over hun werk te maken. Pseudotachylyte ging in première op het Bergen International Film Festival 2019, en zal internationaal worden gedistribueerd zodra het op verschillende andere festivals wereldwijd is vertoond.

De studie, "Aardbeving-kiemvorming in de onderste korst door lokale stressversterking door Campbell et al, " is gepubliceerd in Natuurcommunicatie .