Τα βαθιά ρήγματα μπορούν να αυτοθεραπευθούν μέσα σε λίγες ώρες;

Η ταχεία επούλωση των ρηγμάτων θα μπορούσε να ξαναγράψει τη φυσική των σεισμών.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα βαθιά ρήγματα σεισμών μπορούν να επουλωθούν πολύ πιο γρήγορα από το αναμενόμενο, μερικές φορές μέσα σε λίγες ώρες. Τα αργά γεγονότα ολίσθησης στην Κασκάδια αποκαλύπτουν επαναλαμβανόμενες κινήσεις ρηγμάτων που έχουν νόημα μόνο εάν το ρήγμα ανακτήσει γρήγορα την έντασή του. Εργαστηριακά πειράματα δείχνουν ότι οι ορυκτοί κόκκοι μπορούν να συγκολληθούν υπό έντονη θερμότητα και πίεση, λειτουργώντας σαν φυσική κόλλα. Αυτή η ταχεία συνοχή μπορεί να είναι ένας παράγοντας που λείπει στη μοντελοποίηση των σεισμών.

Νέα έρευνα δείχνει ότι τα βαθιά ρήγματα μπορούν να επιδιορθωθούν γρήγορα μετά την ολίσθηση, επιτρέποντας στην καταπόνηση να συσσωρευτεί ξανά σχεδόν αμέσως. Αυτή η ικανότητα γρήγορης επούλωσης μπορεί να είναι κρίσιμη για την κατανόηση του γιατί ορισμένα ρήγματα σε μέρη όπως η Κασκάδια γλιστρούν επανειλημμένα. Φωτογραφία: AI/ScienceDaily.com.

Ρήγματα σεισμών που βρίσκονται βαθιά μέσα στον πλανήτη μπορούν να επανασυνδεθούν μετά από μια σεισμική διαταραχή, σύμφωνα με νέα έρευνα του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, στο Ντέιβις. Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Science Advances και υποστηρίχθηκε από επιχορηγήσεις του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών, εισάγει έναν νέο παράγοντα που θα μπορούσε να αναδιαμορφώσει τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες ερμηνεύουν τη συμπεριφορά των ρηγμάτων που συνδέεται με τους μεγάλους σεισμούς.

«Ανακαλύψαμε ότι τα βαθιά ρήγματα μπορούν να αυτοθεραπευθούν μέσα σε λίγες ώρες», δήλωσε η Amanda Thomas, καθηγήτρια Γεωλογικών και Πλανητικών Επιστημών στο UC Davis και αντίστοιχη συγγραφέας της εργασίας. «Αυτό μας ωθεί να επανεκτιμήσουμε τη ρεολογική συμπεριφορά των ρηγμάτων και να διαπιστώσουμε αν έχουμε παραμελήσει κάτι πολύ σημαντικό».

Γεγονότα αργής ολίσθησης και μεταβαλλόμενη τάση

η Thomas και ο συνάδελφός της στο UC Davis, καθηγητής James Watkins, και η ομάδα τους διερεύνησαν τα συμβάντα αργής ολίσθησης, ή SSE, τα οποία μοιάζουν με εξαιρετικά αργούς σεισμούς.

Οι τακτικοί σεισμοί συμβαίνουν όταν οι τάσεις που συσσωρεύονται καθώς οι τεκτονικές πλάκες τρίβονται μεταξύ τους κατά τη διάρκεια αιώνων ή χιλιετιών απελευθερώνονται ξαφνικά, δημιουργώντας έντονη δόνηση που διαρκεί μόνο δευτερόλεπτα.

Γύρω στο 2002, είπε ο Thomas, οι ερευνητές εντόπισαν ένα διαφορετικό είδος σεισμικής δραστηριότητας. Σε ένα συμβάν αργής ολίσθησης, οι τάσεις που συσσωρεύονται για μήνες έως χρόνια ανακουφίζονται με κινήσεις μόνο λίγων εκατοστών που συμβαίνουν σταδιακά σε διάστημα ημερών, εβδομάδων ή μηνών.

Επαναλαμβανόμενη ολίσθηση στη ζώνη καταβύθισης Cascadia

Για να κατανοήσει καλύτερα αυτά τα βαθιά γεγονότα, η ομάδα εξέτασε σεισμικά δεδομένα από τη Ζώνη Καταβύθισης Cascadia στον Βορειοδυτικό Ειρηνικό, όπου η πλάκα Juan de Fuca ολισθαίνει κάτω από τη βορειοαμερικανική πλάκα. Τα γεγονότα αργής ολίσθησης εδώ δεν συμπεριφέρονται όπως οι τυπικοί σεισμοί. Το ίδιο τμήμα του ρήγματος μπορεί να ολισθήσει ξανά μέσα σε ώρες ή ημέρες, γεγονός που υποδηλώνει ότι το ρήγμα έχει ανακτήσει εν μέρει την ισχύ του και ότι η τάση έχει επιστρέψει πολύ γρήγορα.

Η σημείωσε ότι ακόμη και μικρές παλιρροιακές δυνάμεις αποκαλύπτουν πόσο γρήγορα μπορεί να ανασυσταθεί η τάση. Η βαρυτική έλξη του Ήλιου και της Σελήνης επηρεάζει τον φλοιό της Γης όπως ακριβώς επηρεάζει τις παλίρροιες των ωκεανών. Επιπλέον, το μεταβαλλόμενο βάρος του θαλασσινού νερού ασκεί επίσης πίεση στα βράχια από κάτω.

Το ερώτημα που απομένει είναι πώς το ρήγμα καταφέρνει να αποκατασταθεί τόσο γρήγορα.

Πειράματα υψηλής πίεσης αποκαλύπτουν ταχεία επούλωση

Ο Watkins, γεωχημικός που ειδικεύεται στη συμπεριφορά των ορυκτών σε υψηλή θερμοκρασία και πίεση, χρησιμοποίησε εργαστηριακό εξοπλισμό ικανό να προσομοιώσει τις συνθήκες που βρίσκονται βαθιά στον φλοιό ή κάτω από ένα ηφαίστειο.

Για να αναδημιουργήσουν τις συνέπειες ενός συμβάντος αργής ολίσθησης, οι Watkins και Thomas συσκεύασαν κονιοποιημένο χαλαζία σε έναν ασημένιο κύλινδρο, τον σφράγισαν και τον τοποθέτησαν υπό πίεση 1 Gigapascal (10.000 φορές την ατμοσφαιρική πίεση) στους 500 βαθμούς Κελσίου.

«Προσομοιώνουμε τι συμβαίνει μετά από ένα συμβάν αργής ολίσθησης», είπε ο Watkins. «Το επεξεργαζόμαστε και το εξετάζουμε».

Οι ερευνητές μέτρησαν την ταχύτητα των ηχητικών κυμάτων που διαδίδονται μέσω του επεξεργασμένου χαλαζία, στη συνέχεια άνοιξαν τους κυλίνδρους και εξέτασαν τα δείγματα χρησιμοποιώντας ηλεκτρονική μικροσκοπία.

Διαπίστωσαν ότι οι ορυκτοί κόκκοι είχαν συγκολληθεί ξανά κατά τη συμπίεση.

«Είναι σαν κόλλα ταχείας πήξης», είπε ο Τόμας. «Είναι πραγματικά γρήγορη και μπορείς να πετύχεις σημαντική ανάκτηση αντοχής».

Η συνοχή μπορεί να παίξει μεγαλύτερο ρόλο από τον αναμενόμενο

Αυτή η ικανότητα των ρηγμάτων να ανακτούν την αντοχή τους, γνωστή ως συνοχή, μπορεί να είναι σημαντική και σε άλλα τεκτονικά περιβάλλοντα, συμπεριλαμβανομένων των ρηχότερων συστημάτων και των περιοχών που ευθύνονται για μεγάλους σεισμούς.

«Η συνοχή παραμελείται στα περισσότερα μοντέλα», είπε η Thomas. «Υπό ορισμένες συνθήκες, η συνοχή μπορεί να είναι πιο σημαντική από ό,τι νομίζαμε».

Οι Thomas και Watkins έλαβαν πρόσφατα μια νέα επιχορήγηση από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών για να επεκτείνουν την έρευνά τους σχετικά με τη συνοχή σε σεισμικά ρήγματα.

«Συνδέει γεγονότα σε μικροσκοπική κλίμακα με μεγάλους σεισμούς ώθησης σε κλίμακα εκατοντάδων χιλιομέτρων», είπε ο Watkins.

Επιπλέον, στη μελέτη συνέβαλαν οι Nicholas Beeler, Γεωλογική Υπηρεσία των ΗΠΑ, Melodie French, Πανεπιστήμιο Rice, Whitney Behr, ETH Zürich, Ελβετία και Mark Reed, Πανεπιστήμιο του Όρεγκον.

Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα sciencedaily

περισσότερα,

Amanda M. Thomas, James M. Watkins, Nicholas Beeler, Melodie E. French, Whitney M. Behr, Mark H. Reed. Rapid fault healing from cementation controls the dynamics of deep slow slip and tremor. Science Advances, 2025; 11 (47) DOI: 10.1126/sciadv.adz2832

Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια - Ντέιβις

https://www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251122020204.htm