Новый метод датирования древних землетрясений

Определение истории землетрясений, вызванных разломами коренных пород, важно для прогнозирования сейсмической активности и эволюции тектоники плит. В новом исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports (Nature) 17 января 2020 года, группа учёных представила новую микроскопическую методику для определения возраста кристаллов, выросших во время повторной активации естественных разломов в горных породах на протяжении миллиардов лет.

Высвобождение огромной энергии при землетрясении происходит, когда сегменты коренных пород движутся относительно друг друга из-за столкновения или расхождения тектонических плит, составляющих земную кору. Это движение происходит вдоль плоскостей разломов, где одновременно растут новые минеральные кристаллы.

Коренные породы Скандинавии возрастом до двух миллиардов лет демонстрируют обширную сеть разломов, сформированных в разные эпохи — от ранней истории скандинавской коры до современных времён. В образцах пород, извлечённых из глубоких скважин в Швеции, новое микрорадиоизотопное датирование отдельных кристаллов на разломах выявило основные эпизоды разломообразования, повлиявшие на Скандинавию.

Микаэль Тилльберг, аспирант Университета Линнея (Швеция) и первый автор статьи, поясняет: «Возраст проанализированных нами кристаллов совпадает с несколькими различными периодами интенсивного горообразования, когда границы плит непосредственно соседствовали со Скандинавией. Эти временные ограничения демонстрируют, что наш новый подход подходит для распутывания сложной истории разломообразования».

Томас Зак из Гётеборгского университета (Швеция), соавтор исследования, описывает принцип метода датирования: «Определённые минералы содержат радиогенные элементы, изотопы которых со временем распадаются. Содержание этих изотопов в крошечных кристаллах, сформированных на поверхностях разломов, измеряется с высокой точностью и детальным пространственным разрешением».

«Связь между ростом кристаллов и фрикционным движением во время землетрясений устанавливается путём идентификации штриховок, образованных на кристаллах поверхности разлома в результате движения. Это микроскопическое исследование предшествует анализу возраста, что обеспечивает простую и надёжную процедуру датирования разломов», — добавляет Хенрик Дрейк из Университета Линнея, также соавтор работы.

Микаэль Тилльберг подводит итог о значимости и возможных будущих применениях этой методики: «Повторяющиеся эпизоды землетрясений создают хаотичную картину разрушенных пород и минерального роста даже в пределах одного кристалла или на конкретной поверхности разлома. Наша методология может расшифровать эти последовательности и связать микроскопические механизмы разломообразования с континентальными силами тектоники плит. Это позволяет реконструировать геологические модели для различных приложений, таких как сейсмичность и инженерное проектирование инфраструктуры».