Геофизики из Германии и Нидерландов описали условия возникновения подводных землетрясений в зонах субдукции, где литосферные плиты находят друг на друга. Исследование авторов опубликовано в журнале Nature Geoscience.
 Побережье Коста-Рики
© Frans Lanting / Globallookpress.com
Большинство зон субдукции покрыто карбонатными и глинистыми отложениями. Используя материалы пород, полученные в ходе исследования субдукционной зоны в Коста-Рики ученые в лабораторном эксперименте воспроизвели условия, предшествующие наступлению землетрясения.
Наиболее интересный результат у геофизиков получился, когда зона субдукции покрыта главным образом карбонатными отложениями. В этом случае величина коэффициента трения, отвечающая началу взаимного движения плит, резко уменьшается с 0,84 при комнатной температуре и давлении жидкости 20 мегапаскалей до 0,27 при температуре 140 градусов Цельсия и давлении 120 мегапаскалей. В случае, когда зона субдукции покрыта глинистыми отложениями, коэффициент трения в зависимости от температуры и давления в интервале 0,44-0,56 меняется линейным образом.
Исследование ученых позволяет спрогнозировать наступление и динамику подводных землетрясений, происходящих в районах субдукции, а также проясняет роль карбонатов в этом явлении.
lenta.ru
Ocean-floor carbonate- and clay-rich sediments form major inputs to subduction zones, especially at low-latitude convergent plate margins. Therefore, knowledge of their frictional behaviour is fundamental for understanding plate-boundary earthquakes. Here we report results of mechanical tests performed on simulated fault gouges prepared from ocean-floor carbonates and clays, cored during IODP drilling offshore Costa Rica. Clay-rich gouges show internal friction coefficients (that is, the slope of linearized shear stress versus normal stress data) of μint = 0.44 − 0.56, irrespective of temperature and pore-fluid pressure (Pf). By contrast, μint for the carbonate gouge strongly depends on temperature and pore-fluid pressure, with μint decreasing dramatically from 0.84 at room temperature and Pf = 20 MPa to 0.27 at T = 140 °C and Pf = 120 MPa. This effect provides a fundamental mechanism of shear localization and earthquake generation in subduction zones, and makes carbonates likely nucleation sites for plate-boundary earthquakes. Our results imply that rupture nucleation is prompted by a combination of temperature-controlled frictional instability and temperature- and pore-pressure-dependent weakening of calcareous fault gouges.
http://www.nature.com/ngeo/journal/vaop/ncurrent/full/ngeo2774.html | 
