Tilbake til søkeresultatene

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek

Conditions for earthquake nucleation in the lower crust

Alternativ tittel: Forrutsetninger for jordskjelvdannelse i den dype skorpen

Tildelt: kr 12,0 mill.

For å utløse jordskjelv i den dypeste delen av jordskorpen kreves veldig høye spenninger, som ikke forventes andre steder i skorpen. Flere mekanismer har blitt foreslått som mulig årsak til disse høye spenningene, men vi mangler direkte målinger. Å anskaffe slike målinger er fundamentalt viktig. Vi trenger å forstå mekanismen bak seismiske forkastninger og det tilhørende spenningsnivået for å kunne lage modeller som kan forutsi jordskjelvfare. Jordskjelv i den dype skorpen er vanlige på kontinentene, der de utgjør omtrent 20% av all jordskjelvaktivitet med magnitude 5 eller høyere. Intrakontinentale jordskjelv er ofte svært ødeleggende og har forårsaket betydelig flere menneskelige dødsfall i det siste århundret enn jordskjelv ved subduksjonssoner. En grunnleggende forståelse av intrakontinentale jordskjelv krever kunnskap om opprinnelse og konsekvens av jordskjelv i den dype skorpen. Prosjektet CONTINENT – “CONdiTions for earthquake NuclEatioN in the lower crusT” – skal avdekke spenningsstatusen til forkastninger som forårsaker jordskjelv i den dype kontinentalskorpen. Det skal gjøres ved bruk av innovative teknikker innen rasterelektronmikroskopi. Bergartsprøver som inneholder «fossile jordskjelv» og som har blitt fraktet til overflaten fra den dype skorpen kan brukes til å måle spenningene som er igjen i mineralkorn som opplevde jordskjelvene. Prøvene kommer fra Vestlandet og Lofoten, to områder som lenge har inspirert forskningen om dype jordskjelv og er kjent verden over for sine eksepsjonelt godt bevarte «fossile jordskjelv». Målingene vil bli kombinert med numeriske modelleringer av spenningsfordeling i forkastningssystemer i den dype skorpen. Prosjektet vil, for første gang, gi et omfattende overblikk over spenningsstatusen i forkastninger i den dype skorpen, som er den vanligste årsaken til jordskjelv i den dype skorpen i kontinentenes indre. Dette vil gi nødvendig informasjon til modeller av jordskjelvrisiko i utsatte områder.

Lower crustal earthquakes are an important component of the earthquake-cycle deformation in the continents. Intracontinental earthquakes are often devastating and, over the past century, have killed significantly more people than earthquakes that occurred at subduction zones. An in-depth understanding of them requires knowledge of the origin of deep crustal seismicity. However, the origin of lower crustal earthquakes is controversial. Deep crustal earthquakes in dry rocks require mechanisms capable of generating very high differential stresses. This requirement contrasts with the current models of continental lithospheric deformation, which typically favor a distributed flow of weak viscous lower crust. Such flow would limit the capability of rocks to build up the high stresses necessary for brittle failure and earthquake generation. Thus, there is a fundamental disconnect between the main rheological models of crustal-scale faults and the inference that high stresses are required to generate earthquakes in the dry lower crust. Determining the locations and magnitude of such transient high stresses from the rock record of exhumed deep crustal earthquake sources is a fundamental challenge, and indeed the main goal of the project. Recent tremendous technological improvements of micro-analytical techniques (e.g., high-angular resolution electron backscatter diffraction: HR-EBSD) have created unprecedented opportunities for a quantitative determination of the residual stress retained in geological materials. We propose to determine the state of stress of lower crustal faults using the HR-EBSD technique on samples of seismogenic faults exhumed from the lower crust, coupled to numerical models of stress distribution and of cyclical aseismic-seismic deformation in lower crustal fault systems. Thus, the project will also fill the major gap of knowledge related to the mechanisms controlling cyclical switches from aseismic to seismic behavior in lower-crustal faults.

Budsjettformål:

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek