Izquierda:La muestra recuperada. Las líneas discontinuas rojas representan fallas. Centro:la falla se llenó de olivino nanocristalino y wadsleyita. Derecha:una vista de primer plano de la gubia de falla. Las partículas ricas en hierro (producto de la fusión parcial del olivino:verde) se distribuyen a lo largo de los límites de grano del olivino nanocristalino. Crédito:Tomohiro Ohuchi, Universidad de Ehime
Los terremotos que ocurren a profundidades de varios cientos de kilómetros en el manto se denominan "terremotos de foco profundo". Dichos terremotos ocasionalmente resultan en desastres serios como el terremoto de Bolivia de 1994, que ocurrió a una profundidad de 638 km con una magnitud de 8.3.
La causa de los terremotos de foco profundo, sin embargo, ha sido un misterio, porque los terremotos ocurren con el deslizamiento rápido de una falla, lo cual es difícil bajo las grandes presiones del manto profundo. Se han realizado intentos para comprender el mecanismo de ocurrencia de terremotos de foco profundo basados en experimentos de deformación en laboratorio, pero no se han realizado experimentos en condiciones de manto profundo debido a limitaciones tecnológicas.
Un equipo ha realizado, por primera vez, experimentos de deformación en olivino natural, el principal mineral del manto y subducción de la litosfera oceánica (losa), mediante nuestro aparato de deformación de gran volumen de última generación en combinación con sincrotrón. observaciones de rayos X. Observaron la aparición de fallas importantes en la muestra mediante imágenes de rayos X en condiciones de manto profundo y "terremotos" asociados mediante mediciones de emisión acústica ultrasónica.
Después de un análisis cuidadoso de la muestra recuperada, encontraron que la falla fue inducida por el crecimiento de olivino "nuevo" con granos ultrafinos de decenas de nanómetros sobre la transformación de fase del olivino "viejo", que funcionó como un lubricante para el deslizamiento rápido. de la culpa También encontraron evidencia de que la muestra se derritió localmente a lo largo de la falla debido a la temperatura muy alta causada por el rápido deslizamiento. Su modelo, basado en estos experimentos de laboratorio, explica bien la distribución de terremotos de foco profundo, que aumentan con profundidades de ~400 km a ~600 km, donde se espera que el olivino "viejo" metaestable forme "nuevo" de grano ultrafino. olivino.
La investigación fue publicada en Nature Communications .
Izquierda:Formación de paquetes lenticulares llenos de olivino/wadsleyita nanocristalina. Derecha:Localización del cizallamiento en la capa débil formada por la coalescencia de los paquetes lenticulares. Esto da como resultado un calentamiento por corte seguido de fallas y terremotos de foco profundo. Crédito:Tomohiro Ohuchi, Universidad de Ehime
Este estudio sugiere que los hipocentros de los terremotos de foco profundo se distribuyen preferentemente alrededor de la superficie de la cuña de olivino metaestable, que forma la parte central de la losa subducida. Crédito:Tomohiro Ohuchi, Universidad de Ehime
