اكتشف باحثون في جامعة كاليفورنيا، ديفيس، أن الصدوع الزلزالية العميقة يمكنها أن تشفي نفسها في غضون ساعات، مما يتحدى النماذج الحالية للنشاط الزلزالي. هذا الاكتشاف، المبني على دراسات أحداث الانزلاق البطيء في منطقة غوص كاسكاديا، يشير إلى أن حبيبات المعادن تتحد تحت ضغط وحرارة عاليين. قد تعيد هذه النتائج تشكيل كيفية توقع العلماء للزلازل الكبرى.
كشف دراسة جديدة نُشرت في 19 نوفمبر في Science Advances أن الصدوع العميقة داخل الأرض يمكنها استعادة قوتها بسرعة أكبر بكثير مما كان يُعتقد سابقًا. قادها أماندا توماس، أستاذة علوم الأرض والكواكب في جامعة كاليفورنيا، ديفيس، ودعمتها منح من مؤسسة العلوم الوطنية. ركز الفريق على أحداث الانزلاق البطيء (SSEs)، وهي إفراج تدريجي عن الضغط المتراكم على طول الصفائح التكتونية، تحدث على مدار أيام أو أسابيع أو أشهر وتشمل حركات بضعة سنتيمترات فقط.
في منطقة غوص كاسكاديا، حيث تنزلق صفيحة خوان دي فوكا تحت صفيحة أمريكا الشمالية في شمال غرب المحيط الهادئ، تظهر البيانات الزلزالية أن نفس الجزء من الصدع يمكن أن ينزلق مرارًا في غضون ساعات أو أيام. تشير هذه التكرار السريع إلى استعادة سريعة لقوة الصدع، متأثرة حتى بالقوى المدية الصغيرة من الشمس والقمر والمياه البحرية المتغيرة.
للتحقيق، قام جيمس واتكينز، عالم جيوكيمياء في جامعة كاليفورنيا، ديفيس، بمحاكاة ظروف ما بعد SSE في المختبر. تعرضوا الكوارتز المطحون لضغط 1 جيجاباسكال —10,000 مرة ضغط الغلاف الجوي— و500 درجة مئوية. أظهر التحليل باستخدام المجهر الإلكتروني أن حبيبات المعادن قد امتزجت، مشكلة رابطة مترابطة. «إنها مثل غراء سريع الجفاف للصدوع»، قالت توماس. «إنه سريع جدًا ويمكنك الحصول على استعادة قوة كبيرة».
أكدت توماس أن التماسك، عملية استعادة الصدوع لقوتها، تم تجاهلها في معظم نماذج الزلازل. «اكتشفنا أن الصدوع العميقة يمكنها أن تشفي نفسها في غضون ساعات»، لاحظت. «هذا يدفعنا إلى إعادة تقييم سلوك الصدوع الرئولوجي».
تشير الدراسة إلى أن التماسك قد يلعب دورًا رئيسيًا في إعدادات تكتونية أخرى، بما في ذلك الصدوع الأقل عمقًا المرتبطة بالزلازل الكبرى. أضاف واتكينز: «يربط بين الأحداث على المقياس المجهري وزلازل الدفع الكبرى على مقياس مئات الكيلومترات».
يشمل المساهمون الإضافيون نيكولاس بيلر من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، ميلودي فرنش من جامعة رايس، ويتني بيهر من ETH زيورخ، ومارك ريد من جامعة أوريغون. حصل الفريق على منحة جديدة من NSF لاستكشاف تماسك الصدوع بشكل أعمق.