Abstract

Tenzij we begrijpen hoe breuken kruipen, begrijpen we niet volledig hoe ze aardbevingen veroorzaken. Het grootste deel van de fysica en geologie van lage-temperatuur kruip is echter niet bekend. Er zijn twee eindtypes van kruip bij lage temperatuur: zwakke kruip bij gladde breuken en sterke kruip bij ruwe breuken, met een spectrum van tussenliggende toestanden daartussen. De meeste conceptuele en numerieke modellen gaan uit van zwakke kruip, waarbij wordt uitgegaan van een zeer gladde breuk met een guts die typisch wordt verzwakt door waterhoudende mineralen (Harris, 2017). Minder begrepen is sterke kruip. Voor subductiezones lijkt sterke kruip veel voor te komen en wordt vaak geassocieerd met de subductie van grote geometrische onregelmatigheden, zoals onderzeese bergen en aseismische ruggen (Wang en Bilek, 2014). Deze onregelmatigheden genereren breukstelsels wanneer ze tegen de weerstand van bros gesteente duwen. De resulterende heterogene spanning en structurele omgeving maakt het zeer moeilijk om de breuk te vergrendelen. De geodetisch waargenomen kruip onder dergelijke omstandigheden wordt bewerkstelligd door de complexe vervorming van een 3D schadezone. Sterk kruipende breuken voeren meer warmte af dan breuken die grote aardbevingen veroorzaken (Gao en Wang, 2014). Hoewel een geïntegreerde wrijvingssterkte van de breuk nog steeds een nuttig concept is, verschilt het kruipende mechanisme sterk van de wrijvingsslip van een snelheidsversterkende gladde breuk. Cataclasis en druk-oplossingskruip in de breukstelsels moeten belangrijke processen zijn bij sterke kruip. Sterke kruip is noodzakelijkerwijs niet-stabiel en veroorzaakt kleine en middelgrote aardbevingen. Sterke kruip van een megathrust kan ook het optreden van een zeer speciaal type van zwakke kruip bevorderen – episodische langzame slip rond de mantelwighoek vergezeld van tremor (ETS). Een voorbeeld is Hikurangi, waar sterke kruip ervoor zorgt dat de frictie-viskeuze overgang langs het plaatraakvlak veel ondieper optreedt dan de mantelwighoek, een noodzakelijke voorwaarde voor ETS (Gao en Wang, 2017). Gao en Wang (2014), Strength of stick-slip and creeping subduction megathrusts from heat flow observations, Science. Gao en Wang (2017), Rheological separation of the megathrust seismogenic zone and Episodic Tremor and Slip, Nature. Harris (2017), Large earthquakes and creeping faults, Rev. Geophys. Wang en Bilek (2014), Fault creep caused by subduction of rough seafloor relief, Tectonophysics.