Древние породы улучшают понимание тектонической активности между землетрясениями

Породы, некогда погребённые глубоко в древних зонах субдукции — областях столкновения тектонических плит — могут помочь учёным точнее прогнозировать поведение этих зон в периоды между крупными землетрясениями. К такому выводу пришла исследовательская группа из Университета штата Пенсильвания и Брауновского университета, изучив образцы из Аляски и Японии. Результаты, опубликованные в журнале Science Advances, позволили создать новую модель для прогнозирования процесса давностного растворения (pressure solution) в зонах субдукции.

Этот процесс является ключевым в межсейсмический период. Когда осадочные породы, состоящие из зёрен и пор с водой, сжимаются под колоссальным давлением, зёрна (например, кварца) растворяются на контактах. Растворённый материал перемещается и кристаллизуется в трещинах, позволяя породам деформироваться и влияя на скольжение плит. "Это фундаментальный процесс, который действительно может влиять на величину упругой деформации, накапливающейся в разных частях сейсмогенного слоя", — пояснил ведущий автор Дональд Фишер. Поскольку в лаборатории этот крайне медленный процесс трудно воспроизвести, учёные исследовали древние породы, вынесенные на поверхность геологическими процессами, которые сохранили микроскопические следы давностного растворения.

Новая модель, разработанная учёными, учитывает такие факторы, как размер зёрен и растворимость материала в зависимости от температуры и давления. Это позволяет рассчитать скорость деформации и понять, где именно в сейсмогенном слое накапливается напряжение. Применение модели к Каскадной зоне субдукции (от северной Калифорнии до Канады) показало соответствие с данными спутниковых наблюдений за движениями земной коры. Эта зона, где последнее крупное землетрясение произошло 300 лет назад, представляет значительную сейсмическую опасность для таких городов, как Портленд, Сиэтл и Ванкувер.