En internationell studie presenterar en ny teknik för att datera rörelser i sprickor i berggrunden. Studien visar att det är möjligt att spåra jordbävningshistorik i berggrunden över årmiljarder vilket är viktigt för att förstå plattektonisk utveckling och förutse seismisk aktivitet.

Dramatisk frigörelse av energi skapas i jordbävningar när olika segment av berggrunden sätts i rörelse, som vid kollision eller spridning av de tektoniska plattor som utgör Jordens skorpa. Rörelsen sker längs med förkastningsytor där nya mineral samtidigt bildas.

Skandinaviens upp till två miljarder år gamla berggrund inrymmer ett genomgripande spricknätverk som gradvis bildats vid en rad olika tillfällen under en tidsperiod som sträcker sig från den tidiga utvecklingen av Sveriges jordskorpa ända fram till modern tid. Användandet av en ny radiometrisk dateringsmetod tillämpad på förkastningskristaller från djupa borrhål i Sverige visar tidpunkterna för de dominerande sprickhändelser som påverkat Sverige.

Mikael Tillberg, doktorand på Linnéuniversitetet, har lett studien och förklarar:

– Åldrarna på våra analyserade kristaller stämmer överens med kända perioder av bergskedjebildning. Detta visar att vår nya metod är mycket användbar för att reda ut hur Sveriges berggrund spruckit upp under urtida jordbävningar.

Thomas Zack på Göteborgs universitet, medförfattare till artikeln, beskriver hur dateringsmetoden fungerar:

– Vissa mineral innehåller radiogena grundämnen där särskilda isotoper (varianter av grundämnen) sönderfaller till andra isotoper över tid. Mängden av dessa isotoper i små kristaller bildade på förkastningsytor mäts med hög upplösning och precision.

– Kopplingen mellan kristalltillväxt och friktionsrörelsen hos jordbävningar fastställs genom identifiering av mekaniska spår som nötts in i sprickytorna av rörelsen. Denna mikroskopiska undersökning föregår åldersanalys, vilket möjliggör en enkel och robust procedur för datering av jordbävningar, tillägger Henrik Drake, forskare på Linnéuniversitet och medförfattare.

Mikael Tillberg summerar varför resultaten är viktiga:

– Återkommande jordbävningstillfällen skapar en kaotisk sammansättning av sönderbrutet berg och mineraltillväxt i både enskilda kristaller och sprickytor. Vår metod kan klarlägga dessa komplexa system och kopplar mekanismer i mikroskala till plattektoniska krafter utbredda över kontinenter. Detta tillåter rekonstruktion av geologiska modeller för många vitt skilda tillämpningar, exempelvis inom seismicitet och infrastruktur.

Mer information

Resultaten presenteras i artikeln Rb-Sr dating of slickenfibres in deep crystalline basement faultsi Nature-tidskriften Scientific Reports (publicerad 2020-01-17). DOI: 10.1038/s41598-019-57262-5. Artikeln finns att läsa i sin helhet här: https://www.nature.com/articles/s41598-019-57262-5

Analyserade prover tillhör Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB).

Kontakt

Mikael Tillberg, doktorand, Linnéuniversitetet, telefon 072-210 09 10 mikael.tillberg@lnu.se
Henrik Drake, doktor, Linnéuniversitetet, telefon 070-364 26 72, mejl henrik.drake@lnu.se
Annika Sand, pressansvarig Linnéuniversitetet, telefon 076-830 01 05, mejl  annika.sand@lnu.se

Figurtext: Förkastningszon med sönderbrutet berg inom streckade linjer och förkastningsriktningar för varje bergartssegment markerat med halva pilar. Foto: Henrik Drake. Illustration: Mikael Tillberg.

Presskontakt:

Annika Sand

Telefon:

0470-70 85 54

Mobil:

076-830 01 05