Μικροσκοπικοί άργιλοι συγκρατούν τους μεγάλους σεισμούς

Το ρήγμα του Αγίου Ανδρέα στην Καλιφόρνια είναι διάσημο γιατί δίνει συχνά  μεγάλους σεισμούς  και γιατί βρίσκεται στα πρόθυρα  να δώσει  τον επόμενο μεγάλο  σεισμό σε μια πυκνοκατοικημένη περιοχή. Αλλά το διάσημο και βίαιο ρήγμα έχει επίσης τμήματα λιγότερο θορυβώδη, όπου τα πετρώματα εύκολα σύρονται  το ένα στο άλλο χωρίς να δώσουν  επιζήμιους σεισμούς. Η σχετικά ομαλή κίνηση, που ονομάζεται ερπυσμός, συμβαίνει επειδή το ρήγμα δημιουργεί το δικό του λιπαντικό – άργιλοι  που αποτελούν πάρα πολύ λεπτή επίστρωση σε θραύσματα πετρωμάτων .

Το ερώτημα γιατί κάποιες από τις ζώνες παραμόρφωσης σπάνε αργά και σταθερά, ενώ άλλες συμπεριφέρονται ξαφνικά και βίαια, δίνοντας πολύ δυνατούς  σεισμούς , έχει φέρει σε μεγάλη αμηχανία τους επιστήμονες . Μερικοί έχουν σκεφτεί ότι τα υγρά διευκολύνουν την ολίσθηση, ενώ άλλοι έχουν επικεντρωθεί στον σερπεντίνη ,ένα  πρασινωπό υλικό που μπορεί να αλλάξει σε ολισθηρό τάλκη.

Αλλά όταν ο van der Pluijm και οι συνεργάτες του ανέλυσαν δείγματα πετρωμάτων από ένα ενεργό τμήμα που πάρθηκε  σε βάθος δύο μιλίων κάτω από την επιφάνεια στο παρατηρητήριο του Αγίου Ανδρέα  ( SAFOD ), βρήκαν πολύ λίγο τάλκη . Αντ 'αυτού , οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι έσπασε επιφάνεια πετρώματος που ήταν επικαλυμμένη με ένα λεπτό στρώμα αργίλου, λιγότερο από 100 νανόμετρα , που λειτουργεί σαν λιπαντικό στο ρουλεμάν .

" Για πολύ καιρό , οι άνθρωποι νόμιζαν πως χρειαζόταν  πολύ λιπαντικό για να συμβεί ο ερπυσμός  ", δήλωσε ο van der Pluijm. " Αυτό που μπορούμε να δείξουμε είναι ότι δεν χρειάζεστε πραγματικά πολύ , πρέπει να είναι ακριβώς στο σωστό μέρος και τοποθεσία. " Τα μικροστρώματα συμβαίνουν σε σημεία όπου το ρήγμα είναι αδύναμο  και αυτό εξηγεί το  πόσο εύκολα κινείται .

Οι ερευνητές διαπίστωσαν με σύγχρονες μεθόδους ότι αυτοί οι άργιλοι , παρουσιάζονται μόνο σε ρήγματα, τα  οποία δημιουργήθηκαν σχετικά πρόσφατα ." Οι άργιλοι αυξάνονται στη ζώνη του ρήγματος , αν το ρήγμα επικαλύπτεται με κατακερματισμένα υλικά  βράχου , " o van der Pluijm είπε . " Σε κάποιο σημείο υπάρχει αρκετή επικάλυψη που οδηγεί τη συμπεριφορά του ρήγματος, να γίνει βίαια. "

Εάν το ρήγμα δημιουργεί από μόνο του την  λίπανση, τότε γιατί οι σεισμοί εξακολουθούν να συμβαίνουν ; " Το πρόβλημα είναι ότι το ρήγμα  δεν κινείται πάντα σε τομείς στους οποίους η επίστρωση κάθεται ", o van der Pluijm είπε . Το ρήγμα του Αγίου Ανδρέα είναι στην πραγματικότητα ένα δίκτυο ρηγμάτων, με νέα τμήματα  που προστίθενται όλη την ώρα . Επειδή χρειάζεται κάποιος χρόνος για τα μικροστρώματα  να αναπτυχθούν σε μια νέα πτυχή , στην περιοχή που δεν έχει λιπανθεί ,μια  νέα πτυχή « θα κολλήσει » για κάποιο χρονικό διάστημα και στη συνέχεια θα μετατοπιστεί  σε ένα  βίαιο σπάσιμο .

Παρά το γεγονός ότι τα δείγματα που λαμβάνονται μέσω SAFOD είναι από βάθος μόνο περίπου δύο μίλια, ο van der Pluijm και οι συνάδελφοι πιστεύουν  ότι είναι πιθανό τα στρώματα της αργίλου  να είναι σημαντικά στην συμπεριφορά των ρηγμάτων σε μεγαλύτερα βάθη . Επιπλέον, οι αναλύσεις των παλαιότερων, ανενεργών μερών δείχνουν ότι οι επιστρώσεις έχουν διευκολύνει τον ερπυσμό  για εκατομμύρια χρόνια δραστηριότητας του ρήγματος.

Το πρόγραμμ SAFOD, το οποίο είναι πρωτοπόρο στην υπόγεια παρακολούθηση των σεισμών, είναι μέρος της έρευνας  του EarthScope, ενός φιλόδοξου  ομοσπονδιακού προγράμματος  197 εκατομμυρίων δολαρίων  για τη διερεύνηση των δυνάμεων που διαμορφώνουν  τη βορειοαμερικανική ήπειρο και τις διαδικασίες που δίνουν τους σεισμούς, τις εκρήξεις ηφαιστείων και  τόσα άλλα γεωλογικά φαινόμενα.

Γεωδίφης με πληροφορίες από τα Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν και του  Ernst- Moritz Γερμανίας - Arndt Universität Institut für Geographie