Wyjątkowe trzęsienie łamie znane reguły
Epicentrum znajdowało się głęboko, około 125 kilometrów pod powierzchnią, wewnątrz zapadające się płyty oceanicznej. Właśnie w tej strefie pośredniej głębokości zdarzyło się coś, co wykracza poza standardowe modele. Według analiz opublikowanych w Nature Communications pęknięcie rozprzestrzeniło się o kolejne 50 kilometrów w głąb, docierając do warstw, gdzie temperatura przekracza 650, a według niektórych szacunków nawet 1000 stopni Celsjusza. Dotąd sądzono, że w takich warunkach skały stają się na tyle plastyczne, iż nie dochodzi do gwałtownego pękania. Chile ma jednak bolesne doświadczenia z tego typu zjawiskami. Historyczne trzęsienie w Chillán z 1939 roku, również głębokie, pochłonęło więcej ofiar niż jakiekolwiek płytkie megatrzęsienie w historii kraju. Głębokie wstrząsy często generują silniejsze drgania na powierzchni, niż by się tego spodziewano, co czyni je szczególnie zdradliwymi.
Czytaj też: Gigantyczna skała podzieliła się na pół. Al Naslaa ma wyjątkowo tajemniczą przeszłość
To pierwszy raz, kiedy widzieliśmy, jak trzęsienie ziemi o pośredniej głębokości łamie założenia, pękając ze strefy zimnej do naprawdę gorącej i poruszając się ze znacznie większymi prędkościami – relacjonuje Zhe Jia, główny autor badania
Nowy mechanizm napędzający trzęsienie
Naukowcy opisali mechanizm, który nazwali termiczną ucieczką ścinającą. To samonapędzające się sprzężenie zwrotne. Gdy skały zaczynają się ślizgać wzdłuż uskoku, tarcie generuje intensywne ciepło. To ciepło miejscowo osłabia skałę, co ułatwia dalsze pękanie, które z kolei wytwarza jeszcze więcej ciepła. Proces ten przypomina niekontrolowaną reakcję łańcuchową. Uważa się, że całe zdarzenie rozpoczęło się od procesu odwodnienia minerałów w chłodnym rdzeniu płyty, co uczyniło skały kruchymi. Następnie jednak pęknięcie przeszło w fazę termicznej ucieczki, co pozwoliło mu poszerzyć się w obszary o ekstremalnie wysokiej temperaturze. Prędkość rozchodzenia się pęknięcia osiągnęła około 4,2 km na sekundę, zbliżając się do prędkości fal poprzecznych w skale. Jest to zjawisko niezwykle rzadkie dla wstrząsów na takich głębokościach.
Czytaj też: Najdziwniejsze dźwięki zarejestrowane na Ziemi
Szczegółowa analiza pokazała, że trzęsienie nie było jednolitym zdarzeniem, a serią pięciu mniejszych podwstrząsów rozłożonych w czasie na 20 sekund. Poziomy zasięg pęknięcia wyniósł około 25 kilometrów, lecz pionowy był dwukrotnie większy, obejmując warstwy na głębokościach od 120 do 180 km. Co ciekawe, aż 80% energii sejsmicznej uwolniło się podczas trzech późniejszych, głębszych faz pękania. Co to oznacza w praktyce? Jeśli głębokie trzęsienia mogą aktywować regiony uważane za stabilne z powodu wysokiej temperatury, dotychczasowe modele oceny zagrożenia sejsmicznego mogą nie doszacowywać potencjalną siłę wstrząsów w strefach subdukcji. Konieczna będzie ich weryfikacja. Specyfika chilijskiego uskoku, gdzie występuje silne sprzężenie między płytami, mogła dodatkowo wzmocnić naprężenia i ułatwić ten nietypowy proces. Dla obszarów sejsmicznych może to oznaczać, że należy być przygotowanym na scenariusze, które dotąd uznawano za mało prawdopodobne.