Tema

Ny metod daterar urtida jordbävningar

Rörelser i sprickor i berggrunden kan dateras genom en ny teknik. Det gör det möjligt att spåra jordbävningshistorik flera miljarder år tillbaka i tiden. Och kan hjälpa oss både att förstå plattektonisk utveckling och att förutse seismisk aktivitet.

Dramatisk frigörelse av energi skapas i jordbävningar när olika segment av berggrunden sätts i rörelse, som vid kollision eller spridning av de tektoniska plattor som utgör jordens skorpa. Rörelsen sker längs med förkastningsytor där nya mineral samtidigt bildas.

Skandinaviens upp till två miljarder år gamla berggrund inrymmer ett genomgripande spricknätverk som gradvis bildats vid en rad olika tillfällen under en tidsperiod som sträcker sig från den tidiga utvecklingen av Sveriges jordskorpa ända fram till modern tid. Användandet av en ny radiometrisk dateringsmetod, tillämpad på förkastningskristaller från djupa borrhål i Sverige, visar tidpunkterna för de dominerande sprickhändelser som påverkat Sverige.

Användbar för urtida jordbävningar

Mikael Tillberg, doktorand på Linnéuniversitetet, har lett en internationell studie som presenterar en ny teknik för att datera rörelser i sprickor i berggrunden.

– Åldrarna på våra analyserade kristaller stämmer överens med kända perioder av bergskedjebildning. Detta visar att vår nya metod är mycket användbar för att reda ut hur Sveriges berggrund spruckit upp under urtida jordbävningar.

Förkastningszon med sönderbrutet berg inom streckade linjer och förkastningsriktningar för varje bergartssegment markerat med halva pilar. Bild: Henrik Drake och Mikael Tillberg.

Thomas Zack på Göteborgs universitet, medförfattare till artikeln, beskriver hur dateringsmetoden fungerar:

– Vissa mineral innehåller radiogena grundämnen där särskilda isotoper (varianter av grundämnen) sönderfaller till andra isotoper över tid. Mängden av dessa isotoper i små kristaller bildade på förkastningsytor mäts med hög upplösning och precision.

– Kopplingen mellan kristalltillväxt och friktionsrörelsen hos jordbävningar fastställs genom identifiering av mekaniska spår som nötts in i sprickytorna av rörelsen. Denna mikroskopiska undersökning föregår åldersanalys, vilket möjliggör en enkel och robust procedur för datering av jordbävningar, tillägger Henrik Drake, forskare på Linnéuniversitet och medförfattare.

Bygga geologiska modeller

Mikael Tillberg summerar varför resultaten är viktiga:

– Återkommande jordbävningstillfällen skapar en kaotisk sammansättning av sönderbrutet berg och mineraltillväxt i både enskilda kristaller och sprickytor. Vår metod kan klarlägga dessa komplexa system och kopplar mekanismer i mikroskala till plattektoniska krafter utbredda över kontinenter. Detta tillåter rekonstruktion av geologiska modeller för många vitt skilda tillämpningar, exempelvis inom seismicitet och infrastruktur.

Vetenskaplig artikel:

Rb-Sr dating of slickenfibres in deep crystalline basement faults. Nature: Scientific Reports (2020-01-17).

Fotnot:

De prover som analyserats tillhör Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB).

Kontakt:

Mikael Tillberg, doktorand, Linnéuniversitetet, mikael.tillberg@lnu.se
Henrik Drake, doktor, Linnéuniversitetet, henrik.drake@lnu.se

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Ny metod daterar urtida jordbävningar

 lästid ~ 2 min