Hvad er årsagen til de dybe jordskælv?

Nye, spændende opdagelser tyder på, at dehydrering af mineraler – med andre ord fjernelse, dvs. frivelse, af vand – spiller en vigtig rolle ved udløsning af dybe jordskælv. Trykket stiger med dybden ned i Jorden. Højt tryk hæmmer muligheden for at der kan opstå brud, og ved de høje tryk, som forekommer i dybder på mere end nogle få 10-kms dybde er det umuligt at fremkalde brud på normal måde ved "brækning-af-mineral". Derfor har man manglet en forklaring på, hvordan jordskælv nogle steder på Jorden kan opstå med udgangspunkt helt ned til næsten 700 km dybde.

Hvilken sammenhæng har mineralet serpentin med udløsning af jordskælv?

Ifølge en artikel fra Nature, publiceret 1. apr. 2004, medfører nedbrydning af mineralet serpentin dybt nede i jorden tilstrækkelig rum for udløsning af jordskælv. Dette tyder som sagt på en ny mekanisme for udløsning af store jordskælv i sådanne dybder – i de dybe "subduktionszoner".

Hvad kaldes den nyopdagede mekanisme for jordskælv?

Den nye mekanisme kaldes "dehydration embrittlement", dvs. brud på grund af fjernelse af vand. Denne mekanisme nedbryder mineralet serpentin og omdanner det til olivin. Samtidig sker der en frigivelse af vand. Det er dette vand, som kan muliggøre jordskælv. Hidtil har forskerne antaget, at jordskælv kun kunne ske, hvis der opstod en positiv ændring af voluminet under nedbrydningen af serpentin. Men i forskernes undersøgelse, der udførtes ved tryk på 10.000 – 60.000 gange trykket ved jordoverfladen – svarende til dybder på 30-190 km nede i jorden – så man, at der inden for trykområdet fra de 10.000 op til de 60.000 gange normaltrykket, fremkom forskellig virkning på voluminet efter dehydrering af serpentin – nemlig fra en meget positiv volumenændring til en tydelig negativ volumenændring. Men uanset om voluminet således ændredes i udvidende eller indskrænkende retning, var der fortsat en ustabilitet i mineralet, som ville kunne medføre jordskælv. Ved at studere mikrostrukturerne efter de brud, der skete på følge af denne ustabilitet, nåede man til følgende interessante konklusion: Resultaterne viste, at jordskælv kan udløses, når serpentin nedbrydes, ned til dybder på så meget som 250 km. En af forskerne, Harry Green, siger, at han er blevet mere og mere overbevist om, at mineralomdannelser også er årsag til de jordskælv, som har deres udgangspunkt i højere lag i jorden, såsom dem, der truer Californien.

Hvilken betydning har temperaturen i stor dybde for udløsning af jordskælv?

Temperatur stiger (ligesom trykket), jo længere man kommer ned i jorden. Høj temperatur gør det lettere for mineraler at flyde i stedet for at blive brudt i stykker. Ved højt tryk og temperatur skulle man altså forvente, at klipper ikke kan brydes i stykker. Alligevel forekommer jordskælv ned i meget store dybder i jorden. Det er altså umiddelbart overraskende, at det kan ske.

Hvor meget vanddannelse kræves for udløsning af jordskælv?

I en anden artikel fra Nature (8. april 2004) beskriver forskere, hvordan man har påvist, at meget små mængder af vand, H2O, – fra hundreder til nogle få tusinder dele pr. million (ppm) – kan opløses i mineraler, som ellers er vandfrie, og som altså kan udløse meget små lommer af smeltning, som kan medføre brud og risiko for jordskælv ved høje temperaturer. Man har tidligere vist, at dette kan ske ved lave temperaturer, men når det som nu påvist kan ske ved høje temperaturer, kan dette forklare jordskælv i 100 til 250 km dybde. Undersøgelsen viste, at blot meget små mængder af væske krævedes for at fremkalde brud, således at også sjældne mineraler, som kan medbringe små mængder af vand dybt ned i Jorden, kan være medvirkende til jordskælv.

Kan dybe jordskælv opstå, hvis der ikke er væske til stede?

Jordskælv som følge af bruddannelser nede i jorden ved højt tryk er umuligt uden dannelse af væske. Undersøgelserne har vist, at væske kan dannes på måder, som man hidtil ikke har kendt til.

Har væskedannelse i store dybder betydning for pladetektonik og vulkanisme?

Ja, væskedannelse i store dybder kan også tænkes at være medvirkende til pladetektonik, og hvordan vulkaner opstår. Sammenhængen med vulkaner er, at den vulkantype, som man har i "The Cascade Range" i de amerikanske stater Washington, Oregon og det nordlige Californien, også afhænger af dannelsen af vand ved lignende kemiske reaktioner.

Er dybe jordskælv farlige?

De fleste dybe jordskælv er ikke farlige, fordi de sker i så stor dybde. Kun de allerstørste af de dybe jordskælv kan medføre væsenlig skade på jordoverfladen.

Hvad er sammenhængen mellem serpentin og olivin?

Nedbrydning af serpentin medfører, at det omdannes til olivin under vandafgivelse. Tilsvarende kan olivin omdannes til serpentin under vandoptagelse.

Kan olivin bruges til noget?

Olivin bruges til at forvandle jernmalm til stål.

Findes der olivin-minedrift i Grønland?

Mineselskabet Crew Greenland forventer inden udgangen af 2004 at begynde et olivin-mineprojekt ved bygden Atammik mellem Nuuk og Sukkertoppen (Maniitsoq). Det kan betyde 30-50 nye arbejdspladser, hovedsagelig lokal arbejdskraft, oplyser selskabets direktør Brian Spradley. Det anslås, at der er godt 150 mill. ton olivin i området, og at dette er olivin nok til at minen kan holdes aktiv i 100 år. Der regnes med en fortjeneste på ca. 30 mill. kr årligt samt en lokal indtægt til samfundet på ca. 37 mill. kr. årligt. I Maniitsoq kommune er der i perioder op imod 300 ledige (Ritzau/Politiken 27/6-2004 I s.9).

Artikel:
Omdannelse af det vandholdige mineral serpentin til olivin kan være en faktor, som udløser jordskælv. Det har længe været noget af et mysterium, hvad der får bjergarter dybt nede i jorden til at knuses under de dernede herskende trykforhold på mellem 10.000 og 60.000 atmosfæres tryk. Under eksperimentelle forhold knuses mineraler nemlig normalt ikke, når de er udsat for et tryk på over 10.000 atmosfærer, men nu har man konstateret, at serpentin – som i øvrigt kan dannes af olivin under vandoptagelse – ved højt tryk kan omdannes tilbage til olivin. Det betyder både en volumenformindskelse, som kan give plads til bevægelser, og en frigivelse af vand, som kan fungere som det smøremiddel, der gør det muligt for ophobede spændinger at blive udløst i form af bevægelser – det vil altså sige jordskælv. Dette fænomen kan være den udløsende faktor for de jordskælv, der finder sted i mindst 250 km’s dybde i jordskorpen, mener forskerne bag opdagelsen, Haemyeong Jung, Harry W. Green og Larissa Dobrzinetskaya fra Riverside univ. Forskerne har imidlertid en mistanke om, at lignende mineralomdannelser kan være den udløsende faktor for de jordskælv, som udløses meget tættere på Jordens overflade, hvor jordskælvene skyldes de indbyrdes forskydninger i de kontinentalplader, som jordskorpen er opdelt i. Serpentin er et udbredt mineral, der er et omdannelsesprodukt af forskellige magnesium-silikater, især olivin. Serpentin kan have forskellige farver og er blevet meget anvendt til fremstilling af kunstgenstande, fordi det let lader sig polere. En særlig, trådet form, kaldet serpentin-asbest – også kendt som mineralet »krysotil« – var tidligere det mest anvendte materiale til fremstilling af asbest. ___ Læs mere på webadressen: www.bionyt.dk/126jordskælv Kilde: 3263 (Nature)

Internetkilder:

**3231b=3263 (om nedbrydning af serpentin dybt i jorden)**

**3231a=3262 (om vanddannelse dybt i jorden)**

(Hvis en kilde ikke findes: Spørg her)

Denne side er et supplement til BioNyt nr.126.
Du kan tegne abonnement på BioNyt: Videnskabens verden **her!** eller gå til BioNyt's Internetside **her!**

Tegn abonnement på

BioNyt Videnskabens Verden (www.bionyt.dk) er Danmarks ældste populærvidenskabelige tidsskrift for naturvidenskab. Det er det eneste blad af sin art i Danmark, som er helliget international forskning inden for livsvidenskaberne.

Bladet bringer aktuelle, spændende forskningsnyheder inden for biologi, medicin og andre naturvidenskabelige områder som f.eks. klimaændringer, nanoteknologi, partikelfysik, astronomi, seksualitet, biologiske våben, ecstasy, evolutionsbiologi, kloning, fedme, søvnforskning, muligheden for liv på mars, influenzaepidemier, livets opståen osv.

Artiklerne roses for at gøre vanskeligt stof forståeligt, uden at den videnskabelige holdbarhed tabes.