Ett internationellt team av forskare har för första gången identifierat de förhållanden djupt under jordens yta som leder till att så kallade slowmotion-jordbävningar utlöses.

Dessa händelser, mer känd som långsamma slip-händelser, liknar vanliga plötsliga och katastrofala jordbävningar men äger rum på mycket längre tidsskalor, vanligtvis från dagar till månader.

Genom att borra ner till drygt 1 km djupt i vattendjup på 3,5 km utanför Nya Zeelands kust, teamet har visat att de förkastningszoner där långsamma glidhändelser inträffar kännetecknas av en "mash up" av olika bergarter.

Resultaten, publiceras idag i tidskriften Vetenskapliga framsteg , visade att områdena består av extremt grov havsbotten topografi av stenar som varierade markant i storlek, typ och fysiska egenskaper.

Tidningens huvudförfattare, Dr Philip Barnes från Nya Zeelands National Institute of Water and Atmospheric Research (NIWA), beskrev att 'vissa stenar var gröna och svaga, medan andra var hårda, cementerad och stark. '

Detta har gett forskare den första någonsin titt på de typer och egenskaper hos bergarter som är direkt involverade i slowmotion jordbävningar och börjar svara på några av de stora utestående frågorna kring dessa unika händelser, till exempel om de kan utlösa större eller inte, mer skadliga jordbävningar och tsunamier.

Medförfattare till studien Dr. Ake Fagereng, från Cardiff University's School of Earth and Ocean Sciences, sade:"Detta var den första ansträngningen att prova stenarna som är värd för långsamma händelser, och det slående, omedelbar observation är att deras styrkor är enormt varierande. Man kan därför visualisera den långsamma glidkällan som en blandning av hårda och svaga stenar, och använd detta som utgångspunkt för modeller av hur långsam glidning sker. "

Upptäcktes först på San Andreas-felet i Kalifornien, men sedan 2002 funnits förekomma på flera andra platser, händelser med långsam glidning förblir ett relativt mysterium för forskare, som försöker ta reda på hur, var och varför de inträffar och vad som driver deras beteende.

Som en del av deras studie, det internationella teamet genomförde två expeditioner från International Ocean Discovery Program (IODP) ombord på forskningsfartyget JOIDES Resolution till Hikurangi subduktionszon utanför Nordöns östkust 2017 och 2018.

Detta var första gången som forskare studerade, och direkt urval, stenar från källregionen för långsamma händelser med hjälp av vetenskapliga borrmetoder vid havsbotten.

Hikurangi-subduktionszonen är Nya Zeelands största jordbävningsförkastning och är en av de bästa platserna i världen för att studera långsam glidning eftersom dessa händelser här inträffar nära havsbotten vilket gör det mycket lättare att borra för att samla stenprover.

Till exempel, Laura Wallace från GNS Science, Nya Zeeland, beskriver att jordbävningen i Kaikoura 2016 utlöste en serie stora långsamma glidhändelser på Hikurangi subduktionszonen – där Stillahavsplattan dyker under den östra nordön – och var den mest utbredda episoden av långsam glidning som setts i Nya Zeeland sedan de först upptäcktes i landet.

Dessa långsamma glidhändelser efter jordbävningen i Kaikoura frigjorde en stor mängd uppbyggd tektonisk energi och varade under veckorna och månaderna efter jordbävningen.

Under expeditionen borrade laget två borrhål för att få en sekvens av stenar och sediment på den inkommande (Stilla havet) plattan som närmar sig Nordön.

Borrdata tolkades tillsammans med seismiska reflektionsprofiler - eller bilder av lagren under jordytan som skapas till havs av ljudvågor.

Studien har indikerat att samexistensen av dessa kontrasterande bergarter i felzonen kan leda till de långsamma glidrörelser som observerats offshore från Gisborne, och kanske någon annanstans vid subduktionsgränser runt om i världen.

Verkligen, Dr Barnes säger att forskningen kommer att ha direkt relevans inte bara för Nya Zeeland, men till områden som Japan och Costa Rica, som sitter på Eldens ring - omkretsen av Stilla havsområdet där många jordbävningar och vulkanutbrott inträffar.

"Vi vet nu att en mycket varierande blandning av bergstyrkor är en del av receptet för långsam glidning. Detta öppnar för nya studier av hur sådana blandningar deformeras, varför de kan generera långsam glidning, och under vilka förhållanden (om några) de också kan generera skadliga jordbävningar. Detta kan hjälpa till att ta itu med den utestående frågan om hur jordbävningar och händelser med långsam glid interagerar, " fortsatte doktor Fagereng.