Геологическое связывание углерода в породах мантии предотвращает сильные землетрясения в частях разлома Сан-Андреас

Разлом Сан-Андреас в Калифорнии известен своими сильными и редкими ями. Однако некоторые сегменты разлома Сан-Андреас (SAF) вместо этого характеризуются частыми землетрясениями малой или средней силы и высокими скоростями непрерывной или эпизодической асейсмической ползучести. С тектоническим напряжением, высвобождаемым в квазистационарном движении, это снижает вероятность сильных землетрясений вдоль этих сегментов.


Исследователи говорят, что повсеместное свидетельство продолжающейся геологической секвестрации а в мантийных породах в ползучих участках СНФ является одной из основных причин асейсмической ползучести примерно на 150-километровом отрезке САФ между Сан-Хуан-Баутистой и Паркфилдом, Калифорния, а также на нескольких других участках. сегменты неисправности.

«Хотя нет единого мнения относительно основной причины асейсмической ползучести, водные флюиды и механически слабые минералы, по-видимому, играют центральную роль», — говорят исследователи в новой статье «Карбонизация серпентинита в ползучих разломах Калифорнии», опубликованной в Письма о геофизических исследованиях.

Новое исследование объединяет полевые наблюдения и термодинамическое моделирование «для изучения возможных взаимосвязей между наличием серпентинита, кремнеземисто-карбонатной породы и CO.2«богатые водными флюидами в ползучих разломах Калифорнии», — говорится в статье. «Наши модели предсказывают, что карбонизация серпентинита приводит к образованию талька и магнезита, за которыми следует кремнеземно-карбонатная порода. В то время как обильные обнажения кремнеземисто-карбонатной породы указывают на полную карбонизацию, серпентинит содержал CO.2богатые родниковые флюиды сильно перенасыщены тальком при повышенных температурах. Следовательно, карбонизация серпентинита, вероятно, продолжается в некоторых частях системы разлома Сан-Андрес и работает в сочетании с другими способами образования талька, которые могут еще больше увеличить потенциал сейсмической ползучести, тем самым ограничивая вероятность сильных землетрясений».

В документе указывается, что, поскольку влажный тальк является механически слабым минералом, «его образование в результате карбонизации способствует тектоническим движениям без сильных землетрясений».

Исследователи определили несколько возможных основных механизмов, вызывающих асейсмическую ползучесть в СНФ, и они также отметили, что, поскольку скорость асейсмической ползучести значительно выше в некоторых частях системы СНФ, дополнительный или другой механизм — карбонизация серпентинита — является необходимо для учета полной степени ползучести.

Исследователи предположили, что, поскольку жидкости присутствуют практически повсюду вдоль САФ, но смазываются только определенные части разлома, за смазку может быть ответственна порода. Некоторые более ранние исследования предполагали, что смазкой может быть тальк, мягкий и скользкий компонент, который обычно используется в детской присыпке. Хорошо зарекомендовавший себя механизм образования талька заключается в добавлении кремнезема к породам мантии. Однако здесь исследователи сосредоточились на другом механизме образования талька: добавлении CO2 покрывать горные породы с образованием мыльного камня.

«Добавление CO2 к мантийным породам, что представляет собой процесс карбонизации минералов или связывания углерода, ранее не исследовался в контексте образования землетрясений или естественного предотвращения землетрясений. Используя основные геологические ограничения, наше исследование показало, где находятся эти измененные карбонатом породы мантии и где вдоль линии разлома в Калифорнии находятся источники, обогащенные CO.2. Оказалось, что при построении графика появления и распределения этих типов пород и появления CO2«Богатые родники в Калифорнии, все они выстраиваются вдоль разлома Сан-Андреас в ползучих участках разлома, где сильных землетрясений не бывает», — сказал Фридер Кляйн, ведущий автор статьи в журнале.

Кляйн, младший научный сотрудник отдела морской химии и геохимии Океанографического института Вудс-Хоул, объяснил, что карбонизация в основном представляет собой поглощение CO.2 скалой. Кляйн отметил, что он использовал существующие базы данных Геологической службы США и Google Earth, чтобы нанести на карту местонахождение карбонатно-измененных пород и углекислого газа.2-богатые источники.