Att begränsa historien om jordbävningar som orsakats av berggrundssprickning är viktigt för att förutsäga seismisk aktivitet och plattektonisk utveckling. I en ny studie publicerad i tidskriften Nature Vetenskapliga rapporter 17 januari, 2020, ett team av forskare presenterar en ny mikroskalateknik för att bestämma åldern på kristaller som odlats under upprepad aktivering av naturliga bergsprickor över ett tidsintervall på miljarder år.

Det dramatiska energiutsläppet från en jordbävning bildas när berggrundssegment rör sig i relativt motsatta riktningar till varandra på grund av kollisionen eller spridningen av de tektoniska plattorna som utgör jordskorpan. Rörelsen sker längs förkastningsplan där nya mineralkristaller växer samtidigt.

Skandinaviens berggrund, upp till två miljarder år gammal, visar ett omfattande nätverk av sprickor bildade vid olika episoder som sträcker sig från den skandinaviska skorpans tidiga historia till modern tid. I bergprover hämtade från djupa borrhål i Sverige, ny mikroskala radioisotopdatering av individuella förkastningskristaller avslöjar de dominerande sprickningsepisoder som påverkar Skandinavien.

Mikael Tillberg, doktorand vid Linnéuniversitetet, Sverige, och första författare till tidningen, förklarar, "Åldrarna på våra analyserade kristaller matchar flera distinkta perioder av omfattande bergskedjebildning när plattgränser var direkt angränsande till Skandinavien. Dessa tidsmässiga begränsningar visar att vårt nyutvecklade tillvägagångssätt är lämpligt för att reda ut komplexa sprickbildningshistorier."

Thomas Zack, vid Göteborgs universitet, Sverige, och en medförfattare till studien, beskriver hur dejtingmetoden fungerar. "Specifika mineraler innehåller radiogena element där vissa isotoper sönderfaller med tiden. Mängden av dessa isotoper i små kristaller som bildas på sprickytor mäts med hög precision och detaljerad rumslig upplösning."

"Kopplingen mellan kristalltillväxt och jordbävningars friktionsrörelse säkerställs genom att identifiera strimmiga linjer som bildas på sprickytkristaller av rörelsen. Denna mikroskopiska undersökning föregår åldersanalys för att möjliggöra en enkel och robust procedur för datering av förkastningar, " Henrik Drake vid Linnéuniversitetet, också medförfattare, lägger till.

Mikael Tillberg sammanfattar betydelsen och möjliga framtida tillämpningar av denna teknik:

"Upprepade jordbävningsepisoder producerar en kaotisk uppsättning av bruten bergart och mineraltillväxt även i en enskild kristall eller på en viss sprickyta. Vår metod kan lösa dessa sekvenser och koppla mikroskalmekanismerna som är involverade i sprickbildning till kontinentövergripande plattektoniska krafter. Detta möjliggör rekonstruktion av geologiska modeller för olika tillämpningar såsom seismicitet och infrastrukturteknik."