La faglia di San Andreas in California è rinomata per i suoi terremoti grandi e rari. Tuttavia, alcuni segmenti della faglia di Sant'Andrea (SAF) sono invece caratterizzati da frequenti terremoti di magnitudo da piccola a moderata ed elevati tassi di scorrimento sismico continuo o episodico. Con la deformazione tettonica rilasciata con un movimento quasi costante, ciò riduce il potenziale di grandi terremoti lungo quei segmenti.

Ora, i ricercatori affermano che le prove onnipresenti del continuo sequestro geologico del carbonio nelle rocce del mantello nelle sezioni striscianti del SAF sono una delle cause alla base dello scorrimento sismico lungo un segmento SAF lungo circa 150 chilometri tra San Juan Bautista e Parkfield, in California, e lungo molti altri segmenti di guasto.

"Sebbene non vi sia consenso sulla causa alla base dello scorrimento sismico, fluidi acquosi e minerali meccanicamente deboli sembrano svolgere un ruolo centrale", affermano i ricercatori in un nuovo articolo, "Carbonation of serpentinite in creeping faglie della California", pubblicato in Lettere di ricerca geofisica .

Il nuovo studio integra le osservazioni sul campo e la modellazione termodinamica "per esaminare le possibili relazioni tra la presenza di serpentinite, roccia di carbonato di silice e CO₂ -fluidi acquosi ricchi nelle faglie striscianti della California", afferma il documento. "I nostri modelli prevedono che la carbonatazione della serpentinite porti alla formazione di talco e magnesite, seguiti da roccia di carbonato di silice. Mentre abbondanti esposizioni di roccia carbonatica di silice indicano una carbonatazione completa, la serpentinite ha ospitato CO₂ -i fluidi primaverili ricchi sono fortemente sovrasaturati di talco a temperature elevate. Pertanto, è probabile che la carbonatazione della serpentinite sia in corso in alcune parti del sistema di faglia di San Andres e opera in combinazione con altre modalità di formazione del talco che possono aumentare ulteriormente il potenziale di scorrimento sismico, limitando così il potenziale di grandi terremoti. "

Il documento indica che, poiché il talco umido è un minerale meccanicamente debole, "la sua formazione attraverso la carbonatazione promuove i movimenti tettonici senza grandi terremoti".

I ricercatori hanno riconosciuto diversi possibili meccanismi sottostanti che causano lo scorrimento sismico nel SAF e hanno anche notato che poiché i tassi di scorrimento sismico sono significativamente più alti in alcune parti del sistema SAF, è necessario un meccanismo aggiuntivo o diverso, la carbonatazione della serpentinite. tiene conto dell'intera portata del creep.

Con fluidi praticamente ovunque lungo il SAF, ma con solo alcune parti della faglia lubrificate, i ricercatori hanno ritenuto che una roccia potesse essere responsabile della lubrificazione. Alcuni studi precedenti avevano suggerito che il lubrificante potesse essere talco, un componente morbido e scivoloso che viene comunemente usato nel borotalco. Un meccanismo ben consolidato per formare il talco è l'aggiunta di silice alle rocce del mantello. Tuttavia, i ricercatori qui si sono concentrati su un altro meccanismo di formazione del talco:l'aggiunta di CO₂ per ammantare le rocce per formare la pietra ollare.

"L'aggiunta di CO₂ alle rocce del mantello, che è il processo di carbonatazione minerale o sequestro del carbonio, non era stato precedentemente studiato nel contesto della formazione di terremoti o della prevenzione naturale dei terremoti. Utilizzando i vincoli geologici di base, il nostro studio ha mostrato dove si trovano queste rocce del mantello alterate dai carbonati e dove ci sono sorgenti lungo la linea di faglia in California che sono arricchite in CO₂ . Si è scoperto che quando si traccia la presenza e la distribuzione di questi tipi di roccia e la presenza di CO₂ -ricche sorgenti in California, si allineano tutte lungo la faglia di San Andreas in sezioni striscianti della faglia dove non si verificano terremoti gravi", ha affermato Frieder Klein, autore principale dell'articolo di giornale.

Klein, uno scienziato associato presso il Dipartimento di chimica e geochimica marina presso l'istituto oceanografico di Woods Hole, ha spiegato che la carbonatazione è fondamentalmente l'assorbimento di CO₂ da una roccia. Klein ha notato di aver utilizzato i database esistenti del Servizio geologico degli Stati Uniti e Google Earth per tracciare le posizioni delle rocce alterate dal carbonato e della CO₂ -ricche sorgenti.

"Le prove geologiche suggeriscono che questo processo di carbonatazione minerale è in corso e che il talco è un prodotto di reazione intermedio di quel processo", ha detto Klein. Sebbene i ricercatori non abbiano trovato pietra ollare sugli affioramenti rocciosi del mantello, i risultati dei modelli teorici "suggeriscono fortemente che la carbonatazione è un processo in corso e che la pietra ollare potrebbe effettivamente formarsi nel SAF in profondità", osserva l'articolo.

Questi modelli teorici "suggeriscono che il sequestro del carbonio con il SAF sta avvenendo oggi e che il processo sta attivamente aiutando a lubrificare la faglia e ridurre al minimo i forti terremoti nelle porzioni striscianti del SAF", ha affermato Klein.

Il documento rileva inoltre che questo meccanismo può essere presente anche in altri sistemi di guasto. "Perché CO₂ -fluidi acquosi ricchi e rocce ultramafiche sono particolarmente comuni nelle giovani cinture orogeniche e nelle zone di subduzione, la formazione di talco attraverso la carbonatazione minerale può svolgere un ruolo critico nel controllo del comportamento sismico delle principali faglie tettoniche in tutto il mondo."

"Il nostro studio ci permette di comprendere meglio i processi fondamentali che stanno avvenendo all'interno delle zone di faglia dove sono presenti questi ingredienti, e ci permette di comprendere meglio il comportamento sismico di queste faglie, alcune delle quali si trovano in aree densamente popolate e alcune delle quali sono in ambienti poco popolati o oceanici", ha detto Klein. + Esplora ulteriormente

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