Новые измерения зоны разлома могут помочь понять механизмы землетрясений в зонах субдукции

Исследовательская группа из Университета Цукубы провела детальный структурный анализ зоны разлома в центральной Японии. Цель работы — помочь определить специфические условия, которые приводят к землетрясениям, представляющим серьёзную социальную опасность. Субдукция — это геологический процесс, происходящий в областях столкновения тектонических плит, таких как Японский жёлоб, где одна плита погружается под другую.

Регионы, где происходит этот процесс, известны как зоны субдукции, а связанная с ними сейсмическая активность наносит разрушительный ущерб из-за сотрясения грунта и цунами. Однако изучение этих процессов затруднено проблемами, связанными с проведением измерений в их самых глубоких частях, где и происходит большая часть активности.

«Чтобы преодолеть эту проблему, мы изучили породы разлома, поднятые с глубин, на которых зарождаются землетрясения субдукции, а ныне обнажённые на поверхности в юрском аккреционном комплексе центральной Японии», — поясняет ведущий автор исследования профессор Котаро Удзии. — «В этом комплексе мы смогли исследовать псевдотахилиты — застывшие фрикционные расплавы, образующиеся во время землетрясений субдукции, что помогает нам предположить, что может происходить в глубоких зонах субдукции под океанами».

Исследователи охарактеризовали обнажённую зону разлома с помощью ряда методов, включая сканирующую электронную микроскопию и рамановскую спектроскопию. Это позволило получить детальную картину псевдотахилитов и наложить некоторые ограничения на температурные условия в момент их образования. «Псевдотахилиты на этом участке образовались в результате фрикционного плавления чёрных углеродистых аргиллитов вместе с кремнями, которые накапливались в условиях низкого содержания кислорода», — говорит Удзии. — «Термическое растрескивание, как правило, происходит вдоль зон скольжения, окружённых породами с высокой теплопроводностью, такими как кремень, и может происходить во время сейсмического скольжения в юрском аккреционном комплексе. Это термическое растрескивание может привести к падению давления флюида в зоне скольжения и снижению жёсткости окружающих пород, потенциально способствуя генерации фрикционного расплава и ускорению сейсмического скольжения».

Сейсмические процессы скольжения, зафиксированные в изученном комплексе, могут быть применимы к другим зонам разломов со схожими слоями пород, таким как зона субдукции Японского жёлоба. Таким образом, данные, собранные в этом районе, могут быть полезны в будущих попытках описать или смоделировать землетрясения субдукции, которые приводят к сотрясению грунта и риску цунами.