– Når ei tektonisk plate stuper ned i den varme mantelen, vert den varma opp og vert deformert. I denne prosessen slepp steinane i plata ut vatn, noko som endrar minerala i steinane, seier Felix Halpaap.

Han er stipendiat ved Institutt for geovitskap ved Universitetet i Bergen, og forskar på dei djupe jordskjelva.

Forskarane veit meir om jordskjelv i den øvste delen av jordskorpa, ned til 20 kilometers djupne. Ein veit derimot mindre om kva som skapar dei djupe skjelva.

Halpaap er førsteforfattar på ein artikkel publisert i Science Advances, som fortel om forskinga han og kollegaer frå instituttet, Imperial College London og Universitetet i Oslo.

Vatnet er nøkkelen

Eigentleg skal ikkje djupe jordskjelv kunne oppstå i det heile tatt.

– Dei oppstår ved trykk og temperaturar som er så høge at steinane burde vera som ein deig, og ikkje knusast og delast, seier Halpaap.

Lenge har forskarar trudd at vatn speler ei rolle for at slike jordskjelv skal oppstå. Mange forskarar har måtta bruka eksperiment i laboratorium, sidan det er svært vanskeleg å gjera gode observasjonar frå 20 kilometer under jordoverflata og djupare.

Undersøkjer 400 millionar år gamle jordskjelv

Andre forskarar har sett på stein som har kome opp til overflata att. Ein verdskjend funn-stad for slik stein finn ein på Holsnøy, nord for Bergen.

– I desse steinane kan me sjå kva som skjedde 60 kilometer djupt nede, for 400 millionar år sidan. Me ser korleis vatnet pressa seg gjennom steinane og dermed korleis jordskjelv oppsto, forklarar forskaren.

Dei same prosessane skjer i dag, rundt den såkalla «Eldringen» i Stillehavet og under Hellas. Halpaap og kollegene hans ville finna ut korleis og meir nøyaktig kvar desse jordskjelva oppstår mellom dei synkande platene.

Dei plasserte måleinstrument over den vestelege delen av Hellas for å kartleggja jordskjelv og brukte nye metodar for å kartlegga platene og lokalisera jordskjelva. På vegen oppdaga dei eit nytt mysterium.

Mysteriet med jordskjelv-reira

– Det var ei stor overrasking då me fann ut at jordskjelva ikkje berre oppsto i platene som sank, men også i reir i mantelen over plata – der steinane ikkje slepp ut vatn, fortel Halpaap.

Slike reir med mantel-jordskjelv er sjeldant observert i stader der ei jordplate vert tvinga ned under den andre og synker ned i mantelen. Men liknande eigenskapar er dokumenterte på New Zealand, Japan og i Karibia. Alle desse reira delte eigenskapar, seier han.

– Reira oppstår 40 til 60 kilometers djupne, og alle observasjonane viser at ein del av dei synkande platene, rett ved sida av reira, er heilt utan jordskjelv.

For å løysa mysteria samarbeidde Halpaap og kollegaene hans med forskarar frå Imperial College London. Dei køyrte simulasjonar som viser korleis plata vert varma opp, og kvar den slepp ut vatn, under Hellas. Slik fann dei ut kva som verkeleg hende i desse områda.

Å spora vatnet i ei tektonisk plate

– Inne i den synkande plata flyt vatnet opp att til overflata, og skaper jordskjelv på vegen opp. Vanlegvis vert vatnet fanga under toppen på plata med eit tett segl, men det skjer ikkje i jordskjelv-reira, forklarer Halpaap.

Ved reira vert dette seglet brote, noko som skapar ein opning der vatnet strøymer ut frå plata. På vegen ut kan dette vatnet skapa store jordskjelv. Fordi plata vert tømt for vatn, er ein del av plata fullstendig tørr, og dermed skjer ikkje jordskjelv her.

– Desse resultata, saman med steinane frå Holsnøy, gjer at me forstår meir om korleis vatn skapar dei djupe jordskjelva.

– På sikt er det mogeleg at denne informasjonen kan brukast til å identifisera regionar der store jordskjelv kan oppstå fleire gongar, legg han til.

Referanse:

Felix Halpaap m.fl: Earthquakes track subduction fluids from slab source to mantle wedge sink. Science Advances, 3. april 2019

Les også:

Nå vet vi hvorfor det er så mange jordskjelv i Nordland