Дубоки земљотреси: зашто се дешавају

Дубоки земљотреси откривени су 1920-их, али и дан-данас остају предмет спора. Разлог је једноставан: то се не би требало догодити. Ипак, они чине више од 20 процената свих земљотреса.

Плитки земљотреси захтевају да се појаве чврсте стене, тачније хладне и ломљиве стене. Само ове могу да се складиште еластично напрезање уз геолошку грешку, која се контролира трењем, све док се притисак не ослободи у снажном пукнућу.

Земља постаје топлија за око 1 степен Ц у просеку на сваких 100 метара дубине. Комбинујте то под високим притиском под земљом и јасно је да ћете ићи за око 50 километара даље просечно камење треба бити превише вруће и стиснуто прејако да би се пукло и млело на начин на који раде површина. Тако земљотреси са дубоким фокусом, они испод 70 км захтевају објашњење.

Субдуцтион даје нам пут око овога. Док литосферне плоче које чине Земљину спољашњу шкољку узајамно делују, неке се спуштају у доњи плашт. Када изађу из плоче-тектонске игре, они добивају ново име: плоче. Испрва, плоче, трљајући се о прекривачну плочу и савијајући се под стресом, производе плитке земљотресе субдукције. То су добро објашњене. Али како плоча иде дубље од 70 км, шокови се настављају. Сматра се да помаже неколико фактора:

• Плашт није хомоген, већ је препун разноликости. Неки делови остају крхки или хладни веома дуго. На хладној плочи може се наћи нешто чврсто против чега ће се произвести потреси плитког типа, прилично дубљи од просека који предлажу. Штавише, савијена плоча се такође може одвити, понављајући деформацију коју је осећала и раније, али у супротном смислу.
• Минерали у плочи почињу да се мењају под притиском. Метаморфозирано базалт и габро у плочи мења се у блуесцхист минералну гарнитуру, која се заузврат претвара у еклогит богат гранатом, дубок око 50 км. Вода се ослобађа у сваком кораку, док стене постају компактније и постају ломљивије. Ово дехидрацијско ембриттлемент снажно утиче на стресове под земљом.
• Под све већим притиском, серпентин минерали у плочи разграђују се у минерале оливине и енстатит плус вода. Ово је обрнута формација серпентина која се догодила када је плоча била млада. Сматра се да је комплетан на око 160 км дубине.
• Вода може покренути локализирано топљење у плочи. Истопљене стијене, као и готово све течности, заузимају више простора од крутих течности, тако да топљење може сломити ломове чак и на великим дубинама.
• Преко широког распона дубине од 410 км, оливин почиње да се мења у другачији кристални облик идентичан оном минералног спинела. Ово минералози називају променама фаза, а не хемијском променом; само на запремину минерала. Оливине-спинел се поново мења у облик перовскита на око 650 км. (Ове две дубине означавају плашт транзицијска зона.)
• Остале значајне промене фаза укључују енстатит у илменит и гранат у перовскит на дубинама испод 500 км.

Због тога постоји пуно кандидата за енергију иза дубоких земљотреса на свим дубинама између 70 и 700 км, можда превише. Улоге температуре и воде битне су и на свим дубинама, иако нису тачно познате. Како научници кажу, проблем је и даље слабо ограничен.

Постоји неколико значајнијих трагова догађаја дубоког фокусирања. Један је да се руптуре одвијају врло споро, мање од половине брзине плитких руптура, а чини се да се састоје од закрпа или уско размакнутих поткољеница. Друга је да имају мало потреса, само једну десетину онолико колико плитки потреси. Они ослобађају више стреса; то јест, пад стреса је углавном много већи за дубинске него плитке догађаје.

Донедавно кандидат за консензус за енергију веома дубоких потреса била је фазна промена из оливина у оливине-шпенела или трансформациона грешка. Идеја је била да се мале леће оливине-спинела формирају, постепено шире и на крају повежу у лим. Оливине-спинел је мекши од оливина, па би стрес нашао траку наглог ослобађања дуж тих листова. Слојеви истопљеног камења могу се формирати за подмазивање радње, слично суперфаулт У литосфери би шок могао покренути више трансформацијских грешака и потрес би полако растао.

Тада се догодио велики земљотрес у Боливији, 9. јуна 1994. године, с јачином магнитуде 8,3 на дубини од 636 км. Многи радници су сматрали да треба имати превише енергије за модел трансформационих грешака који треба узети у обзир. Остали тестови нису успели да потврде модел. Нису сви сагласни. Од тада, специјалци за земљотрес покушавају нове идеје, рафинирају старе и имају лопту.