Изучение глубинных разломов на границах литосферных плит привлекает все большее внимание ученых. Особенно интересны и важны такие разломы, как трансформный разлом Сан-Андреас на границе Тихоокеанской и Северо-Американской плит. Он чрезвычайно опасен, так как проходит через густонаселенные районы штата Калифорния. Ученые пытаются разобраться в процессах, происходящих в нем, различными методами. В частности, для наблюдения за этим разломом была создана специальная Глубинная обсерватория на разломе Сан-Андреас (SAFOD), о которой мы уже писали (http://www.vsegei.ru/ru/news/index.php?ELEMENT_ID=96586). В ходе этого проекта, при бурении скважин, были отобраны образцы кернов с разных глубин. Международная группа исследователей изучила трещиноватые кристаллы кварца с глубины 2,7 км и пришла к неожиданным выводам.
http://www.sciencedaily.com/releases/2015/03/150303123927.htm
Для изучения кристаллов кварца ученые применили метод рентгеновской лауэ-микродифракции, обычно применяемый для исследования напряжений в микроскопических промышленных деталях, например, микрочипах. «Лауэ-микродифракция применяется с недавних пор и использовалась специалистами в области материаловедения для количественной оценки эластичной и пластической деформации в металле и керамике, но до сих пор в единичных случаях — в геологических образцах», — говорит Нобумичи Тамура (Nobumichi Tamura), один из участников работы, сотрудник лаборатории института Беркли. Надо отметить, что подобная технология позволяет измерять эластичную деформацию с высокой точностью, что очень важно для выяснения напряжений, возникших в минералах во время толчка.
Другой исследователь из той же лаборатории Мартин Кюнц (Martin Kunz) объясняет суть сделанного открытия так: «Напряжения, выпускаемые во время землетрясений связаны с прочностью пород, а, следовательно, в свою очередь, с механизмом разрыва. Мы обнаружили, что в нашем образце распределение напряжений в микронном масштабе было очень гетерогенным и гораздо выше выведенного при макроскопической аппроксимации. Это предполагает наличие разных процессов, работающих в макро- и микроскопическом масштабе».
При анализе деформации ученые из института Беркли обнаружили, что, хотя некоторые области отдельных кварцевых фрагментов не имеют эластичной деформации, другие подверглись напряжению, превышающему 200 миллионов паскалей, что гораздо больше тех десятков миллионов паскалей, которые отмечались при предыдущих непрямых измерениях прочности пород из скважины SAFOD.
«Хотя существует множество возможных вариантов происхождения измеренного напряжения, мы думаем, что эти измеренные напряжения являются «записями» сейсмических событий, сотрясавших породу. Это единственный механизм, согласующийся с геологической обстановкой и микроскопическими наблюдениями за породой», — отмечает Кай Чэнь (Kai Chen), исследователь из Китайского Университета Цзяньтун еще один из участников работ и соавтор статьи, вышедшей в журнале Geology.
Ученые верят, что технология рентгеновской лауэ-микродифракции имеет огромный потенциал для изучения остаточного напряжения в породах и минералах, и что при ее использовании кварц может служит своеобразным «палео-пьезометром» для различных геологических обстановок и типов пород.
«Знания о полях напряжений в которые попадают разные типы пород поможет нам лучше понять спусковые механизмы землетрясений. Наше исследование может стать отметкой начала целой новой эры количественного определения сил, формирующих Землю», — заключает Мартин Кюнц.
Издательско-выставочный центр ВСЕГЕИ
Источники: http://www.sciencedaily.com/releases/2015/03/150303123927.htm;
http://geology.gsapubs.org/content/early/2015/02/02/G36443.1.abstract
