Fejlsøgning af aktive fejl

Fejlkrypning er navnet på den langsomme, konstante glidning, der kan forekomme på nogle aktive fejl uden at der er et jordskælv. Når folk lærer om det, spekulerer de ofte på, om fejlkrympning kan ødelægge fremtidige jordskælv eller gøre dem mindre. Svaret er "sandsynligvis ikke", og denne artikel forklarer hvorfor.

I geologi bruges "kryb" til at beskrive enhver bevægelse, der involverer en stabil gradvis ændring i form. Jordkryp er navnet på den blideste form for jordskred. Deformation krybning finder sted inden i mineralkorn som klipper bliver fordrejet og foldet. Fejlkrypning, også kaldet aseismisk krybning, sker ved jordoverfladen på en lille brøkdel af fejl.

Krybende adfærd sker på alle slags fejl, men det er mest åbenlyst og lettest at visualisere strejkslidefejl, som er lodrette revner, hvis modsatte sider bevæger sig sidelæns i forhold til hver Andet. Antagelig sker det på de enorme subduktionsrelaterede fejl, der giver anledning til de største jordskælv, men vi kan ikke måle disse undervandsbevægelser godt nok til at fortælle. Bevægelsen af ​​krybning, målt i millimeter om året, er langsom og konstant og kommer i sidste ende fra pladetektonik. Tektoniske bevægelser udøver en kraft (

Fejlkryp opstår som følge af forskellene i belastningsadfærd på forskellige dybder på en fejl.

Ned dybt er klipperne på en fejl så varme og bløde, at fejlfladerne simpelthen strækker sig forbi hinanden som taffy. Det vil sige, at klipperne gennemgår en duktil belastning, der konstant aflaster det meste af tektonisk stress. Over den duktile zone skifter klipper fra duktil til sprød. I den sprøde zone bygger stress sig op, når klipperne deformeres elastisk, ligesom de var kæmpe gummiblokke. Mens dette sker, er siderne af fejlen låst sammen. Jordskælv sker, når sprøde klipper frigiver den elastiske belastning og klikker tilbage til deres afslappede, ubegrænsede tilstand. (Hvis du forstår jordskælv som "frigivelse af elastisk stamme i sprøde klipper", har du en geofysiker).

Den næste ingrediens på dette billede er den anden kraft, der holder fejlen låst: tryk frembragt af stenens vægt. Jo større dette er litostatisk tryk, jo mere belastning kan fejlen ophobes.

Nu kan vi få en fornemmelse af fejlkrympning: det sker nær overfladen, hvor det litostatiske tryk er lavt nok til, at fejlen ikke er låst. Afhængigt af balancen mellem låste og ulåste zoner, kan krybbehastigheden variere. Omhyggelige undersøgelser af fejlsøgning kan derfor give os antydninger til, hvor låste zoner ligger under. Herfra kan vi få spor i, hvordan tektonisk belastning opbygges langs en fejl, og måske endda få en vis indsigt i, hvilken slags jordskælv der kommer.

Måling af krybning er en indviklet kunst, fordi det forekommer nær overfladen. De mange strejkeslidefejl i Californien inkluderer flere, der kryber. Disse inkluderer Hayward-fejlen i den østlige side af San Francisco Bay, Calaveras-skylden lige mod syd, the krybende segment af San Andreas-fejlen i det centrale Californien, og en del af Garlock-skylden i det sydlige Californien. (Imidlertid er krybfejl generelt sjældne.) Målinger foretages ved gentagne undersøgelser langs linjer med permanent mærker, der kan være så enkle som en række søm i et gadebelægning eller så omfattende som creepmeters placeret i tunneler. På de fleste lokationer vokser krypningen, hver gang fugt fra storme trænger ned i jorden i Californien, hvilket betyder vinterens regnperiode.

På den Hayward-fejl, krybepriser er ikke større end et par millimeter om året. Selv det maksimale er kun en brøkdel af den samlede tektoniske bevægelse, og de lavvandede zoner, der kryber, ville aldrig opsamle meget belastningsenergi i første omgang. Krybningszoner der opvejes overvældende af størrelsen på den låste zone. Så hvis der i gennemsnit forekommer et jordskælv der forventes omkring hvert 200 år et par år senere, fordi krybning aflaster en smule belastning, kunne ingen fortælle det.

Det krybende segment af San Andreas skyld er usædvanligt. Der er aldrig blevet registreret store jordskælv på det. Det er en del af fejlen, cirka 150 kilometer lang, der kryber omkring 28 mm om året og ser ud til at have kun små låste zoner, hvis nogen. Hvorfor er et videnskabeligt puslespil. Forskere ser på andre faktorer, der kan smøre fejlen her. En faktor kan være tilstedeværelsen af ​​rigelig ler eller serpentinit klippe langs fejlzonen. En anden faktor kan være underjordisk vand fanget i sedimentporer. Og bare for at gøre tingene lidt mere komplekse, kan det være, at krybning er en midlertidig ting, tidsbegrænset til den tidlige del af jordskælvecyklussen. Selvom forskere længe har troet, at det krybende afsnit kan stoppe store brud i at sprede sig over det, har nylige undersøgelser rejst det i tvivl.

SAFOD-boreprojektet lykkedes med at prøve bjerget lige ved San Andreas-fejlen i sit krybende afsnit på en dybde på næsten 3 kilometer. Da kernerne først blev afsløret, var tilstedeværelsen af ​​serpentinit åbenlyst. Men i laboratoriet viste høje trykforsøg af kernematerialet, at det var meget svagt på grund af tilstedeværelsen af ​​et lermineral kaldet saponit. Saponit dannes, hvor serpentinit mødes og reagerer med almindelige sedimentære klipper. Ler er meget effektiv til at fange porevand. Så som ofte sker inden for jordvidenskab, ser alle ud til at have ret.