Globoki potresi: Zakaj se zgodijo

Globoki potresi so bili odkriti v dvajsetih letih prejšnjega stoletja, vendar še vedno ostajajo sporni. Razlog je preprost: tega se ne bi smelo dogajati. Kljub temu predstavljajo več kot 20 odstotkov vseh potresov.

Plitki potresi zahtevajo, da se pojavijo trdne kamnine, natančneje hladne, krhke kamnine. Samo ti se lahko shranijo elastična obremenitev vzdolž geološke napake, ki jo preverjamo s trenjem, dokler sev ne izgubi v silovitem zlomu.

Zemlja se segreje za približno 1 stopinjo C v povprečju na vsakih 100 metrov globine. Združite to z visokim tlakom pod zemljo in jasno je, da za približno 50 kilometrov navzdol naprej povprečne skale naj bodo prevroče in stisnjene pretesno, da bi se razpokale in zmlete, kot to počnejo površino. Zato potrebo po razlagi zahtevajo pojasni potresi z globokim fokusom, tisti pod 70 km.

Subduction nam daje pot do tega. Medtem ko se litosferne plošče, ki sestavljajo zunanjo lupino Zemlje, medsebojno vplivajo, se nekatere spustijo navzdol v spodnji plašč. Ko zapustijo tektonsko igro plošč, dobijo novo ime: plošče. Sprva plošče, ki se podrgnejo nad prekrivno ploščo in se upognejo pod stresom, povzročijo plitke potresne potresa. Te so dobro razložene. Ker pa se plošča sega globlje od 70 km, se sunki nadaljujejo. Šteje se, da pomaga več dejavnikov:

• Ogrinjalo ni homogeno, ampak je polno raznolikosti. Nekateri deli ostanejo zelo krhki ali hladni zelo dolgo. Na hladni plošči je mogoče najti nekaj trdega, kar bi povzročilo potresi plitkega tipa, precej globlje, kot kažejo povprečja. Poleg tega se lahko upognjena plošča tudi odvije, kar ponovi deformacijo, ki jo je občutil prej, vendar v nasprotnem smislu.
• Minerali v plošči se začnejo spreminjati pod pritiskom. Metamorfozirano bazalt in gabro v plošči se spremeni v blueschist mineralno suito, ki se nato v 50-kilometrski globini spremeni v granatno bogat eklogit. Na vsakem koraku se voda sprošča, medtem ko skale postanejo bolj kompaktne in postajajo bolj krhke. Tole dehidracijski embrittlement močno vpliva na napetosti pod zemljo.
• Pod vse večjim pritiskom serpentin minerali v plošči razpadejo na minerale olivin in enstatit plus voda. To je obratna tvorba serpentina, ki se je zgodila, ko je bila plošča mlada. Menijo, da je popoln približno 160 km globine.
• Voda lahko sproži lokalizirano taljenje v plošči. Staljene kamnine, tako kot skoraj vse tekočine, zavzamejo več prostora kot trdne snovi, zato lahko taljenje zlomi zlome tudi na velikih globinah.
• Na širokem območju globine 410 km se olivin začne spreminjati v drugačno kristalno obliko, ki je enaka obliki mineralne spinele. To mineralogi imenujejo fazna sprememba in ne kemična sprememba; vpliva samo na količino minerala. Olivine-spinel se na približno 650 km spet spremeni v perovskitno obliko. (Ti dve globini označujeta plašč prehodno območje.)
• Druge pomembne fazne spremembe vključujejo enstatit do ilmenit in granat do perovskit na globinah pod 500 km.

Tako je veliko kandidatov za energijo, ki stoji za velikimi potresi na vseh globinah med 70 in 700 km, morda preveč. Vloge temperature in vode so pomembne tudi na vseh globinah, čeprav niso natančno znane. Kot pravijo znanstveniki, je težava še vedno slabo omejena.

Obstaja nekaj pomembnejših namigov o dogodkih z globokim fokusom. Eno je, da rupture potekajo zelo počasi, manj kot polovico hitrosti plitvih rupturov, in zdi se, da so sestavljene iz obližev ali tesno razporejenih podzidav. Druga stvar je, da imajo nekaj posledic, le desetino toliko, kot plitki potresi. Olajšajo več stresa; to pomeni, da je padec stresa na splošno veliko večji za globoke kot plitke dogodke.

Do nedavnega je bila soglasna kandidatka za energijo zelo globokih potresov fazna sprememba iz olivina v olivin-spinel oz. transformacijsko napako. Ideja je bila, da bi se majhne leče olivin-spinela oblikovale, postopoma razširile in se na koncu povezale v rjuho. Olivine-spinel je mehkejši od olivina, zato bi stres pokazal pot nenadnega sproščanja vzdolž teh listov. Za mazanje dejanja lahko podobno naredijo sloje staljene kamnine superfault V litosferi bi lahko šok sprožil več transformacijskih napak in potres bi počasi naraščal.

Potem se je zgodil velik potres v Boliviji 9. junija 1994, dogodek magnitude 8,3 na globini 636 km. Številni delavci so menili, da bi bilo preveč energije za preoblikovalni preobratni model. Drugi testi niso potrdili modela. Vsi se ne strinjajo. Od takrat strokovnjaki za globoki potres preizkušajo nove ideje, izpopolnjujejo stare in imajo žogo.