Feilkryp av aktive feil

Feilkryp er navnet på den sakte, konstante utglidningen som kan oppstå på noen aktive feil uten at det ble et jordskjelv. Når folk lærer om det, lurer de ofte på om feilkryp kan avvante fremtidige jordskjelv, eller gjøre dem mindre. Svaret er "sannsynligvis ikke", og denne artikkelen forklarer hvorfor.

I geologi brukes "kryp" for å beskrive enhver bevegelse som innebærer en jevn, gradvis forandring i form. Jordkryp er navnet på den mildeste formen for skred. Deformasjonskryp finner sted innen mineralkorn som bergarter blir vridd og brettet. Feilkryp, også kalt aseismisk kryp, skjer ved jordoverflaten på en liten brøkdel av feil.

Snikende oppførsel skjer på alle slags feil, men det er mest åpenbart og enklest å visualisere feilglidning, som er vertikale sprekker hvis motsatte sider beveger seg sideveis i forhold til hver annen. Antagelig skjer det på de enorme subduksjonsrelaterte feilene som gir opphav til de største jordskjelvene, men vi kan ikke måle disse bevegelsene under vann ennå til å fortelle. Bevegelsen av kryp, målt i millimeter per år, er langsom og konstant og oppstår til slutt fra platetektonikk. Tektoniske bevegelser utøver en kraft (

Feilkryp oppstår fra forskjellene i belastningsatferd på forskjellige dybder på en feil.

Nede på dypet er steinene på en feil så varme og myke at feil ansiktene bare strekker seg forbi hverandre som taffy. Det vil si at bergartene gjennomgår duktil belastning, som stadig avlaster det meste av tektonisk stress. Over den duktile sonen endrer bergarter seg fra duktil til sprø. I den sprø sonen bygger det seg opp stress når bergartene deformeres elastisk, akkurat som om de var gigantiske blokker med gummi. Mens dette skjer, er sidene av feilen låst sammen. Jordskjelv skjer når sprø bergarter slipper den elastiske belastningen og knipser tilbake til sin avslappede, ubegrensede tilstand. (Hvis du forstår jordskjelv som "elastisk frigjøring av stamme i sprø bergarter", har du tanken til en geofysiker.)

Den neste ingrediensen på dette bildet er den andre kraften som holder feilen låst: trykk generert av vekten av bergartene. Jo større dette litostatisk trykk, jo mer belastning at feilen kan samle seg.

Nå kan vi få en følelse av feilkryping: det skjer nær overflaten der litostatisk trykk er lavt nok til at feilen ikke er låst. Avhengig av balansen mellom låste og ulåste soner, kan krypningshastigheten variere. Nøye studier av feilsøking kan da gi oss hint om hvor låste soner ligger under. Fra dette kan vi få ledetråder om hvordan tektonisk belastning bygger seg opp langs en feil, og kanskje til og med få innsikt i hva slags jordskjelv som kommer.

Å måle kryp er en intrikat kunst fordi det forekommer nær overflaten. De mange streikeskli-feilene i California inkluderer flere som kryper. Disse inkluderer Hayward-feilen på østsiden av San Francisco Bay, Calaveras-feilen bare mot sør, the krypende segment av San Andreas-feilen i sentrale California, og en del av Garlock-feilen i det sørlige California. (Imidlertid er krypefeil generelt sjeldne.) Målinger gjøres ved gjentatte undersøkelser langs linjer med permanent merker, som kan være så enkle som en rad med spiker i en gate fortau eller så forseggjort som creepmeters plassert i tunneler. På de fleste steder øker krypningen hver gang fuktighet fra stormer trenger inn i jorden i California, noe som betyr vinterens regntid.

På Hayward-feil, er krypningshastigheten ikke større enn noen få millimeter per år. Selv det maksimale er bare en brøkdel av den totale tektoniske bevegelsen, og de grunne sonene som kryper vil aldri samle mye belastningsenergi i utgangspunktet. Krypsoner der oppveies overveldende av størrelsen på den låste sonen. Så hvis et jordskjelv som kan forventes rundt hvert 200 år i gjennomsnitt oppstår noen år senere fordi kryp avlaster litt belastning, var det ingen som kunne fortelle.

Den krypende delen av San Andreas feil er uvanlig. Det er aldri registrert store jordskjelv på det. Det er en del av feilen, omtrent 150 kilometer lang, som kryper rundt 28 millimeter per år og ser ut til å ha bare små låste soner om noen. Hvorfor er et vitenskapelig puslespill. Forskere ser på andre faktorer som kan smøre feilen her. En faktor kan være tilstedeværelsen av rikelig leire eller serpentinittfjell langs feilsonen. En annen faktor kan være underjordisk vann fanget i sedimentporene. Og bare for å gjøre ting litt mer komplekse, kan det være at kryp er en midlertidig ting, begrenset i tid til den tidlige delen av jordskjelvsyklusen. Selv om forskere lenge har trodd at den krypende delen kan stoppe store sprekker fra å spre seg over den, har nyere studier gjort det i tvil.

SAFOD-boreprosjektet lyktes med å ta prøver av fjellet rett på San Andreas-feilen i det krypende avsnittet, på nesten 3 kilometer dybde. Da kjernene først ble avduket, var tilstedeværelsen av serpentinitt åpenbar. Men i laboratoriet viste høytrykksforsøk av kjernematerialet at det var veldig svakt på grunn av tilstedeværelsen av et leirmineral kalt saponitt. Saponitt dannes der serpentinitt møtes og reagerer med vanlige sedimentære bergarter. Leire er veldig effektivt når det gjelder å fange porevann. Så som ofte skjer i jordvitenskapen, ser alle ut til å ha rett.