إليك كيف يمكن للزلازل الزيتية أن تسبب زلازل عميقة


شرنقة داخل أحشاء الأرض ، قد يؤدي تحول معدن إلى آخر إلى حدوث بعض من أعمق الزلازل التي تم اكتشافها على الإطلاق.

هذه الهزات الخفية – المعروفة باسم الزلازل شديدة البؤرة – هي لغز زلزالي. تتمزق بعنف على أعماق تزيد عن 300 كيلومتر ، حيث يُعتقد أن درجات الحرارة الشديدة والضغط يجبر الصخور على التدفق بسلاسة. الآن ، تشير التجارب إلى أن تلك الظروف الجهنمية نفسها قد تحول أحيانًا الزبرجد الزيتوني – المعدن الأساسي في وشاح الأرض – إلى معدن وادسلايت. يمكن لهذا التبديل المعدني زعزعة استقرار الصخور المحيطة، مما أدى إلى حدوث زلازل في أعماق مستحيلة ، أفاد عالم فيزياء المعادن توموهيرو أوهوتشي وزملاؤه في 15 سبتمبر اتصالات الطبيعة.

يقول أووتشي ، من جامعة إهيم في ماتسوياما باليابان: “لقد كان لغزًا حقيقيًا للعديد من العلماء لأن الزلازل لا ينبغي أن تحدث على عمق يزيد عن 300 كيلومتر”.

تحدث الزلازل عميقة التركيز عادة في مناطق الاندساس حيث الصفائح التكتونية مصنوعة من قشرة المحيط – غنية بالزيتون – يغرق نحو الوشاح (SN: 1/13/21). نظرًا لأن الموجات الزلزالية للزلازل تفقد قوتها أثناء صعودها الطويل إلى السطح ، فهي ليست خطيرة في العادة. لكن هذا لا يعني أن الزلازل ليست قوية في بعض الأحيان. في عام 2013 ، ضرب زلزال بقوة 8.3 درجة على مقياس ريختر عمق حوالي 609 كيلومترات تحت بحر أوخوتسك ، قبالة الساحل الشرقي لروسيا.

ألمحت الدراسات السابقة إلى ذلك بلورات الزبرجد الزيتوني غير المستقرة يمكن أن تفرخ الزلازل العميقة. لكن تلك الدراسات اختبرت معادن أخرى كانت مشابهة في تركيبها للزبرجد الزيتوني لكنها تتشوه عند ضغوط أقل ، كما يقول أووتشي ، أو أن التجارب لم تجهد العينات بما يكفي لتشكيل العيوب.

قرر هو وفريقه وضع الزبرجد الزيتوني نفسه على المحك. لتكرار الظروف في أعماق الأرض ، قام الباحثون بتسخين وضغط بلورات الزبرجد الزيتوني إلى ما يقرب من 1100 درجة مئوية و 17 جيجا باسكال. ثم استخدم الفريق مكبسًا ميكانيكيًا لضغط الزبرجد الزيتوني ببطء وراقب التشوه.

من 11 إلى 17 جيجا باسكال وحوالي 800 درجة إلى 900 درجة مئوية ، تمت إعادة بلورة الأوليفين إلى طبقات رقيقة تحتوي على وادسلايت جديد وحبوب أوليفين أصغر. كما وجد الباحثون عيوبًا صغيرة ودفقات مسجلة من الموجات الصوتية – مما يدل على الزلازل المصغرة. يقترح الباحثون على طول الصفائح التكتونية المندمجة ، تنمو العديد من هذه الطبقات الرقيقة وترتبط لتشكل مناطق ضعيفة في الصخر ، والتي يمكن أن تبدأ فيها الصدوع والزلازل.

“إن التحول يتسبب حقًا في الخراب في [rock’s] تقول عالمة الجيوفيزياء باميلا بيرنلي من جامعة نيفادا ، لاس فيجاس ، والتي لم تشارك في البحث: “الاستقرار الميكانيكي”. تساعد النتائج في تأكيد أن تحولات الزبرجد الزيتوني تمكن من حدوث زلازل عميقة البؤرة ، كما تقول.

بعد ذلك ، يخطط فريق Ohuchi للتجربة على الزبرجد الزيتوني عند ضغوط أعلى لاكتساب نظرة ثاقبة على تشوه المعدن في أعماق أكبر.



المصدر