[ویدئو] لرزه‌شناسی، گوشی‌پزشکی که به قلب زمین گوش می‌دهد، ژان پل مونتگنر، محقق در IPGP (Institut de physique du Globe de Paris) توضیح می‌دهد: «زمین مات است اما در برابر امواج لرزه‌ای شفاف است». مقدمه این ویدیو به لطف آن، ما در روده های زمین شیرجه می زنیم تا ساختار آن را مشاهده کنیم و منشاء زلزله را درک کنیم.
زمین لرزه ای در عمق 750 کیلومتری زمین در سال 2015 در سواحل ژاپن رخ داد. این اولین زمین لرزه شناخته شده در گوشته پایینی زمین خواهد بود، پدیده ای که دانشمندان هنوز در تلاش برای توضیح آن هستند.
در 30 ماه مه سال 2015، مردم ژاپن احساس زلزله از قدرت فوق العاده ای که در تمام 47 استان کشور احساس می شد، برای اولین بار از رؤیت در سال 1884. با این حال با وجود ثبت شد قدر از 7.9 و کانون واقع در مجمع الجزایر Ogasawara در 900 کیلومتری سواحل ژاپن، خسارت عمده ای مشاهده نشد. و دلیل خوبی دارد: زمین لرزه در عمق 680 کیلومتری زمین رخ داده است. اما این رکورد، که قبلاً شناخته شده و به خوبی مستند شده بود، می‌توانست دوباره توسط یک ماکت شکسته شود، که در 750 کیلومتری زیر زمین ، در گوشته عمیق، جایی که محققان تا کنون تصور می‌کردند زلزله غیرممکن است، ثبت شود.
اکثریت قریب به اتفاق زمین لرزه ها در واقع بر پوسته زمین تأثیر می گذارند، جایی که صفحات تکتونیکی تا زمانی که زمین شکسته یا در امتداد گسل ها حرکت می کند، تنش را جمع می کنند. اما فراتر از 100 کیلومتر عمق، جایی که گوشته بالایی شروع می شود، چنین پدیده ای وجود ندارد. با فشار و دما، سنگ ها نیمه ذوب شده و به شدت فشرده می شوند که از ایجاد شکاف و لغزش مانند آنچه در سطح دیده می شود جلوگیری می کند. بنابراین، زمین لرزه های عمیق بسیار نادر هستند: از 56832 زمین لرزه متوسط تا شدید ثبت شده بین سال های 1976 تا 2020، تنها 18 درصد آنها عمیق تر از 70 کیلومتر بوده اند و به سختی 4 درصد دارای مرکز زمین لرزه زیر 300 کیلومتر بوده اند (آستانه ای که از یک زلزله عمیق صحبت می کند). به گزارش نشنال جئوگرافیک
کانون این زمین لرزه در نزدیکی مجمع الجزایر اوگاساوارا و در عمق 680 کیلومتری بوده است. © Plans
در گوشته بالایی، دانشمندان بر این باورند که این زمین لرزه ها مربوط به تغییر فاز الیوین است که وقتی به نقطه بحرانی دما و فشار می رسد، از یک ساختار بلوری به ساختار دیگر تغییر می کند. سپس این ماده معدنی به طور ناگهانی متراکم می شود که می تواند باعث زلزله های بزرگ شود (به مقاله زیر مراجعه کنید). اما در گوشته عمیق – که از حدود 700 کیلومتری زیر ژاپن شروع می شود – الیوین وجود ندارد: این ماده عمدتاً از بریگمانیت ، نوعی پروسکایت سیلیکات تشکیل شده است.
با این حال اریک کیسر و همکارانش در دانشگاه آریزونا شواهد جدیدی از یک زمین لرزه فوق العاده عمیق در طول زمین لرزه 2015 ارائه می دهند.محققان داده های لرزه ای مربوط به این زمین لرزه را برای شناسایی پس لرزه های احتمالی بررسی کردند. پس از چنین رویداد قدرتمندی، لرزه نگارها سیگنال های زیادی را به دلیل انرژی منتشر شده در زمین ثبت می کنند. برای تمایز یک ماکت در میانه این نویز، آنها از روشی به نام عقب‌نمایی استفاده کردند که شامل انباشتن داده‌ها از چندین لرزه‌نگار بر روی شبکه‌ای از مکان‌های منبع بالقوه است. آنها توانستند تشخیص دهند که زمین لرزه اصلی چهار پس لرزه در عمق 695 تا 715 کیلومتری و همچنین زمین لرزه دیگری در 751 کیلومتری ثبت شده است که عمیق ترین زمین لرزه ثبت شده است.
برای توضیح این زمین لرزه، محققان ایده جدیدی را مطرح کردند. برخورد لرزش اصلی تنش مقاومت الاستیک دال زیردریایی را کاهش می داد که منجر به نشست آن می شد. نویسندگان در مقاله خود در مجله Geophysical Research Letters توضیح می‌دهند که این جابجایی بسیار جزئی برای تمرکز تنش‌های وارده بر دال و ایجاد حرکت سنگ‌ها کافی بود.
با این حال، این امکان وجود دارد که روش مورد استفاده، "پس لرزه های کاذب" ایجاد کند که ناشی از جهش امواج لرزه ای بر روی سازه های داخلی است. حد گوشته عمیق که 700 کیلومتر تخمین زده می شود نیز مشخص نیست. با این وجود، اگر درست باشد، زلزله ای که در گوشته پایینی قرار دارد، ما را وادار می کند تا در مورد عملکرد داخلی سیاره خود تجدید نظر کنیم.
مقاله لوران ساکو منتشر شده در 2013/09/24
وجود زمین لرزه هایی که در عمق چند صد کیلومتری گوشته رخ می دهند، ژئوفیزیکدانان را معمای خود کرده است. یک تیم بین المللی متشکل از اعضای چندین آزمایشگاه CNRS، به رهبری الکساندر شوبنل از آزمایشگاه زمین شناسی École normale supérieure، به تازگی مطالب جدیدی را به بحث در مورد منشاء این زمین لرزه های عمیق آورده است. این یک تغییر حالت کریستالی است که بر روی یک ماده معدنی موجود در صفحات فرورانش شده تأثیر می گذارد
زلزله شناسی از زمان کار پیشگامانی مانند امیل ویچرت، ریچارد دیکسون اولدهام و هارولد جفریس در اوایل قرن بیستم پیشرفت زیادی داشته است. این علم در ایجاد تئوری تکتونیک صفحه ، همراه با کشف وارونگی های مغناطیسی بسیار ارزشمند است. به نوبه خود، نظریه صفحه روشن می کند که چرا اکثر زمین لرزه ها در امتداد خطوطی قرار می گیرند که اکنون به عنوان مرز صفحه شناخته می شوند. اکنون می‌دانیم که چرا آتشفشان‌های حلقه آتش معروف اقیانوس آرام با مناطق فعال لرزه‌ای مرتبط هستند.
با این حال، به تازگی، در تاریخ 24 مه 2013، بزرگترین زلزله عمیق تا کنون اندازه گیری صورت گرفت: مقدار آن در 8.3 M W (قدر پر انرژی) برآورد شد. مرکز آن تقریباً در 620 کیلومتری زیر دریای اوخوتسک (دریای روسیه در اقیانوس آرام) قرار داشت، اما به دلیل عمق آن، فقط در جزایر ساخالین و هوکایدو، کامچاتکا و سیبری شرقی روسیه به طور ضعیفی احساس شد. این نوع زمین لرزه از سال 1922 برای ژئوفیزیکدانان شناخته شده است. این وقایع از سایر زمین لرزه ها متمایز می شوند که عمدتاً سطحی هستند و در عمق کمتر از 100 کیلومتر رخ می دهند. به اندازه کافی عجیب، مانند بسیاری از زمین لرزه های عمیق، زمین لرزه اوخوتسک به سختی با پس لرزه هایی همراه بود.
هوگو بنیوف (۱۸۹۹-۱۹۶۸) زلزله شناس آمریکایی بود. او بیشتر کارهای خود را بر روی مطالعه مکان زمین لرزه های عمیق در اقیانوس آرام انجام داده است. ما همچنین طراحی یک لرزه نگاری را مدیون او هستیم که به طور گسترده در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرد. © Caltech
زمین لرزه های عمیق معمولاً با آنچه هواپیماهای Wadati-Benioff نامیده می شوند، سطوح کمابیش پیچیده ای هستند که از توزیع کانون های این زمین لرزه ها تشکیل شده و در اعماق گوشته زمین فرو می روند. برای اولین بار توسط متخصص ژئوفیزیک ژاپنی Kiyoo Wadati در سال 1935 کشف شد، اما از آن است که هوگو بنیوف که مطالعات نظام خود را در سال 1949. نسبت داده کشف نظریه تکتونیک صفحه ای این امکان را به تفسیر این برنامه به عنوان صفحات تحت یک فرآیند ساخته شده فرورانش .
با این حال، اگر بتوانیم زمین لرزه های سطحی را بر حسب شکست مکانیکی سنگ تا عمق حدود 50 کیلومتری درک کنیم، دیگر واقعاً اینطور نیست. فشارها و دماهای بین 400 تا 700 کیلومتر عمق (جایی که فشار از صدها هزار بار فراتر می رود) این تفسیر را ظریف تر می کند. رفتار سنگ ها باید به رفتار یک ماده چسبناک که تحت تنش در جریان است نزدیکتر از یک ماده جامد و شکننده باشد.
شبکه ای از شکستگی های مزدوج که لغزش سریع آنها در مبدا امواج اولتراسونیک ثبت شده در آزمایشگاه است. این شکستگی ها که ضخامت آنها گاهی به رنگ خاکستری روشن در میکروگراف الکترونی مشخص می شود، با فاز فشار بالای الیوین ژرمانیوم پر شده اند. ژرمانیوم انستاتیت (MgGeO 3 )، یک فاز کروی و سفید رنگ، بی اثر در سیستم، به عنوان نشانگر لغزش عمل می کند. نوار مقیاس که در پایین سمت چپ تصویر قرار دارد، برابر با 10 میکرون یا ده میلیونیم متر است. © A. Schubnel و همکاران ، CNRS، 2013
یکی از نظریه‌هایی که بیش از 50 سال پیش برای توصیف تولید امواج لرزه‌ای در سنگ‌های مرتبط با صفحات فرورانش شده در این اعماق زیاد ارائه شد، شامل انتقال فاز در یک ماده معدنی به نام الیوین بود. وقتی دما و فشار کافی باشد، ساختار کریستالی الیوین تغییر می‌کند و تبدیل به سایر کانی‌ها می‌شود، اما با همان ترکیب شیمیایی. با این حال، بحثی در میان جامعه ژئوفیزیکدانان وجود داشت که آیا این انتقال فاز واقعاً اتفاق می افتد یا خیر.
این بحث به‌تازگی پس از انتشار مقاله‌ای در Science در مورد آزمایش‌های مربوط به رفتار سنگ مصنوعی متشکل از مجموعه فشرده بلورهای الیوین ژرمانیوم (Mg 2 GeO 4 )، یک آنالوگ ساختاری از الیوین طبیعی، دوباره آغاز شده است. هدف بازتولید شرایط حاکم بر گوشته با استفاده از پرس مناسب و اندازه‌گیری آنچه در نمونه اتفاق می‌افتد با استفاده از پرتو اشعه ایکس از سنکروترون APS (منبع فوتون پیشرفته ، آرگون، ایالات متحده آمریکا) بود.
تیم محققان فرانسوی از CNRS و همکاران آمریکایی آنها در واقع کشف کرده اند که کریستال های الیوین تحت فشارهای 2 تا 5 گیگا پاسکال (20000 تا 50000 بار) و دمای حدود 900 تا 1000 درجه سانتیگراد در هنگام شکستن از فاز تغییر می کنند. این فرآیند با انتشار شدید امواج مافوق صوت همراه بود که بسیاری از ویژگی‌های آن‌هایی که در طول زلزله‌های عمیق ثبت شده بودند را به اشتراک می‌گذاشتند. به طور خاص، آنها دریافتند که انتشار امواج از یک شکستگی فقط یک بار اتفاق افتاده است. این با عدم وجود پس لرزه های مشاهده شده با این زمین لرزه ها مطابقت دارد. بنابراین دانشمندان احتمالاً در راه حل معمای زمین لرزه های عمیق هستند.
!
از ثبت نام شما سپاسگزاریم.
خوشحالم که شما را در میان خوانندگان ما قرار می دهم!
یک زلزله بزرگ می تواند گسل های دور را تکان دهد

source

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *