Vznik hlubokých zemětřesení zřejmě neovlivňuje jen teplota

Největší a nejničivější zemětřesení jsou vázána na subdukční zóny (jedna tektonická deska se podsouvá pod druhou). Hluboká zemětřesení vznikají uvnitř studených (900–1000 °C) subdukujících desek v hloubkách mezi 350–660 km (10–25 GPa). Přesný mechanismus těchto zemětřesení však zůstává prozatím enigmatický. V těchto velkých tlacích nemůže docházet ke klasickému křehkému porušení, jak ho známe při zemětřeseních blízko povrchu. Ve hře je však hned několik mechanismů (např. přítomnost vody zvyšující pórový tlak nebo porušení kvůli transformaci metastabilního minerálu olivín), které by křehkou deformaci v těchto hloubkách mohly umožňovat.

V minulosti vznikly studie pokoušející se vysvětlit distribuci hlubokých zemětřesení pouze na základě teploty, při které se mohou jednotlivé mechanismy efektivně uplatnit. Pro objasnění prostorové variability zemětřesení však nebyly dostačující. Pokud bychom se podívali na vertikální řez subdukční zónou a promítli do něj jednotlivá zemětřesení, zjistíme, že distribuce hypocenter není s hloubkou rovnoměrná. Existují oblasti, ve kterých v subdukčních zónách k zemětřesením nedochází.

Všechny mechanismy vzniku hlubokých zemětřesení spojuje kromě teplotních požadavků také potřeba velké deformace, která se akumuluje uvnitř subdukující desky. Magali Billenová z Kalifornské univerzity vytvořila numerický model, který ukazuje vysokou variabilitu rychlosti deformace subdukujících desek v prostoru a čase. K velké rychlosti deformací podle něj dochází v oblastech, kde se subdukující deska ohýbá nebo skládá. Tyto oblasti pak korelují s hypocentry zemětřesení. Naopak tam, kde pozorujeme „mezery“ v seismicitě, ukázal model pouze malé rychlosti deformace. Uspořádání hlubokých zemětřesení v prostoru tedy podle modelu nezáleží pouze na teplotě, ale je určeno také prostorovým rozložením rychlosti deformace v subdukujících deskách.

Závěry této studie ukazují nový přístup, který by mohli vědci zvolit pro testování jednotlivých hypotéz vzniku hluboké seismicity, a také vysvětlují, proč pozorujeme mezery v hlubokých zemětřeseních. Porozumění jejich vzniku není zajímavé pouze z hlediska primárního výzkumu, je zároveň jedním z předpokladů pro stanovení seismického ohrožení.

Billen M. I.: Sci. Adv., 2020, DOI: 10.1126/sciadv.aaz7692