De San Andreas-breuk in Californië staat bekend om zijn grote en zeldzame aardbevingen. Sommige segmenten van de San Andreas Fault (SAF) worden echter gekenmerkt door frequente aardbevingen van kleine tot matige omvang en hoge snelheden van continue of episodische aseismische kruip. Met tektonische spanning die vrijkomt in een quasi-stabiele beweging, vermindert dat het potentieel voor grote aardbevingen langs die segmenten.

Nu zeggen onderzoekers dat alomtegenwoordig bewijs voor voortdurende geologische koolstofvastlegging in mantelgesteenten in de kruipende delen van de SAF een onderliggende oorzaak is van aseismische kruip langs een ongeveer 150 kilometer lang SAF-segment tussen San Juan Bautista en Parkfield, Californië, en langs verschillende andere foutsegmenten.

"Hoewel er geen consensus is over de onderliggende oorzaak van aseismische kruip, lijken waterige vloeistoffen en mechanisch zwakke mineralen een centrale rol te spelen", zeggen onderzoekers in een nieuw artikel, "Carbonation of serpentinite in creeping faults of California", gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven .

De nieuwe studie integreert veldwaarnemingen en thermodynamische modellering "om mogelijke relaties tussen het voorkomen van serpentiniet, silica-carbonaatgesteente en CO₂ te onderzoeken. -rijke waterige vloeistoffen in kruipende breuken van Californië," stelt de krant. "Onze modellen voorspellen dat carbonatatie van serpentiniet leidt tot de vorming van talk en magnesiet, gevolgd door silica-carbonaatgesteente. Hoewel overvloedige blootstelling aan silica-carbonaatgesteente wijst op volledige carbonatatie, bevat serpentiniet CO₂ -rijke veervloeistoffen zijn bij verhoogde temperaturen sterk oververzadigd met talk. Daarom is de carbonatatie van serpentiniet waarschijnlijk aan de gang in delen van het San Andres Fault-systeem en werkt het samen met andere vormen van talkvorming die het potentieel voor aseismische kruip verder kunnen vergroten, waardoor het potentieel voor grote aardbevingen wordt beperkt."

Het artikel geeft aan dat, omdat natte talk een mechanisch zwak mineraal is, "de vorming ervan door carbonatatie tektonische bewegingen bevordert zonder grote aardbevingen."

De onderzoekers herkenden verschillende mogelijke onderliggende mechanismen die aseismische kruip in de SAF veroorzaken, en ze merkten ook op dat, omdat de snelheden van aseismische kruip aanzienlijk hoger zijn in sommige delen van het SAF-systeem, een extra of ander mechanisme - de carbonatatie van serpentiniet - nodig is om verantwoordelijk voor de volledige omvang van de kruip.

Met vloeistoffen in principe overal langs de SAF, maar met slechts bepaalde delen van de fout die worden gesmeerd, waren onderzoekers van mening dat een steen verantwoordelijk zou kunnen zijn voor de smering. Sommige eerdere onderzoeken hadden gesuggereerd dat het glijmiddel talk zou kunnen zijn, een zacht en glad bestanddeel dat veel wordt gebruikt in babypoeder. Een goed ingeburgerd mechanisme voor het vormen van talk is door silica toe te voegen aan mantelgesteenten. De onderzoekers concentreerden zich hier echter op een ander talkvormend mechanisme:het toevoegen van CO₂ om rotsen te bedekken om speksteen te vormen.

"De toevoeging van CO₂ om rotsen te bedekken - wat het proces van minerale carbonatatie of koolstofvastlegging is - was niet eerder onderzocht in de context van aardbevingsvorming of de natuurlijke preventie van aardbevingen. Met behulp van basale geologische beperkingen, toonde onze studie aan waar deze met carbonaat veranderde mantelgesteenten zijn en waar er bronnen langs de breuklijn in Californië zijn die verrijkt zijn met CO₂ . Het bleek dat wanneer je het voorkomen en de verspreiding van deze gesteenten en het voorkomen van CO₂ in kaart brengt, -rijke bronnen in Californië, ze liggen allemaal langs de San Andreas-breuklijn in kruipende delen van de breuk waar je geen grote aardbevingen hebt", zegt Frieder Klein, hoofdauteur van het tijdschriftartikel.

Klein, een associate scientist bij de afdeling Marine Chemistry and Geochemistry van de Woods Hole Oceanographic Institution, legde uit dat carbonatatie in feite de opname is van CO₂ door een rots. Klein merkte op dat hij bestaande U.S. Geological Survey-databases en Google Earth had gebruikt om de locaties van met carbonaat veranderd gesteente en CO₂ in kaart te brengen. -rijke bronnen.

"Het geologische bewijs suggereert dat dit minerale carbonatatieproces plaatsvindt en dat talk een tussenproduct is van dat proces," zei Klein. Hoewel onderzoekers geen speksteen hebben gevonden op ontsluitingen van mantelgesteenten, suggereren de resultaten van theoretische modellen "sterk dat carbonatatie een continu proces is en dat speksteen zich inderdaad op diepte in de SAF kan vormen", merkt de krant op.

Deze theoretische modellen "suggereren dat koolstofvastlegging met de SAF vandaag plaatsvindt en dat het proces actief helpt om de fout te smeren en sterke aardbevingen in de kruipende delen van de SAF te minimaliseren", zei Klein.

De paper merkt ook op dat dit mechanisme ook aanwezig kan zijn in andere foutsystemen. "Omdat CO₂ -rijke waterige vloeistoffen en ultramafische gesteenten komen vooral veel voor in jonge orogene gordels en subductiezones, de vorming van talk via minerale carbonatatie kan een cruciale rol spelen bij het beheersen van het seismische gedrag van grote tektonische breuken over de hele wereld."

"Onze studie stelt ons in staat om de fundamentele processen die plaatsvinden in breukzones waar deze ingrediënten aanwezig zijn beter te begrijpen, en stelt ons in staat om het seismische gedrag van deze breuken beter te begrijpen, waarvan sommige in dichtbevolkte gebieden en sommige zijn in licht bevolkte of oceanische omgevingen," zei Klein. + Verder verkennen

Hoe landvervorming optreedt wanneer breuksecties kruipen