Modeling the Interplay Between Reaction Progress, Deformation and Stress Field Evolution During Antigorite Dehydration: Implications for Intermediate-Depth Seismicity

DOI: https://doi.org/10.1029/2024GL113865

Az alábukó litoszféra lemezek víztartalmú ásványaiból magas nyomás és hőmérséklet elérésekor felszabadul a víz. Régóta elfogadott elmélet, hogy a vízvesztéses reakciók a kőzetek pórusaiban nyomásnövekedést okozhatnak, ami a kőzet töréséhez és akár földrengésekhez vezethet. Ennek a folyamatnak a fizikai lefolyása azonban vitatott. A mechanizmus megértésének céljából egy kulcsfontosságú víztartalmú ásvány, az antigorit dehidratációját szimuláltuk numerikus modellek segítségével, amelyekben kiszámítottuk a reakció mechanikai hatását. Az eredmények azt mutatják, hogy az antigorit vízvesztése a kőzet gyors deformációjával is beindítható. A reakció elindulásával az ásványból víz szabadul fel. Bár a reakció-zónában a pórusnyomás valóban emelkedik, a kőzet mégis kisebb valószínűséggel törik el itt, mint a reakció zónán kívül. Ez az eredmény rámutat a vízvesztéses reakciók hagyományos értelmezésének gyenge pontjaira. A reakció ugyanakkor gyengíti a kőzetet, ami felerősíti a feszültség-anomáliákat, valamint a deformáció gyorsulásához vezethet. Ezek a folyamatok végül töréses deformációt okozhatnak, akár földrengésekhez is hozzájárulva.