The role of subducted fluids on the genesis of deep earthquakes: evidence from deep diamonds and subduction zone thermal modeling
Notice bibliographique
Résumé
The role of subducted fluids on the generation of deep earthquakes (300 – 700 km) has been a topic of much research and debate for decades. While fluids are commonly believed to play a role in the genesis of intermediate depth earthquakes (70 – 300 km), it is often argued that fluids (i.e., water- or carbonate-bearing) cannot be transported to sufficient depth to play a role in the triggering or propagation of deep earthquakes. However, recent investigations show evidence of up to ~1.5 wt% water in a ringwoodite inclusion in a diamond from the mantle transition zone [1]. Additionally, heavy iron (δ56Fe = 0.79–0.90‰) and unradiogenic osmium (187Os/188Os = 0.111) isotopic compositions of metallic inclusions in sublithospheric diamonds trace the pathway of serpentinized slabs from the trench to the top of the lower mantle [2]. Given this evidence for slab derived fluids at transition zone depths, we investigate the ability of fluids to reach these depths in subducted slabs by compiling a) new subduction zone thermal models, b) slab earthquake locations within these modeled subduction zones, and c) phase relations of hydrated or carbonated mantle peridotite and basaltic crust. Our results show a distinctive pattern that is consistent with the necessity of fluids in the generation of deep seismicity [3]. Specifically, those slabs capable of transporting water to the bottom of the transition zone (via dense hydrous magnesium silicates (DHMS)) produce earthquakes at transition zone depths. Conversely, virtually all slabs that do not transport water to these depths do not generate deep earthquakes. We also note that the depths of deep earthquakes coincide with the P/T conditions at which oceanic crust is predicted to intersect the carbonate-bearing basalt solidus to produce carbonatitic melts. We suggest that hydrous and/or carbonated fluids released from subducted slabs at these depths lead to fluid-triggered seismicity, fluid migration, diamond precipitation, and inclusion crystallization. Deep focus earthquake hypocenters would then track the general region of deep fluid release and migration in the mantle transition zone [3]. [1] Pearson, D. G., Brenker, F. E., Nestola, F., Mcneill, J., Nasdala, L., Hutchison, M. T., et al. (2014). Hydrous mantle transition zone indicated by ringwoodite included within diamond. Nature, 507, 221–224. https://doi.org/10.1038/nature13080 [2] Smith EM, Ni P, Shirey SB, Richardson SH, Wang W, and Shahar, A (2021) Heavy iron in large gem diamonds traces deep subduction of serpentinized ocean floor. Science Advances 7: eabe9773 https://doi.org/10.1126/sciadv.abe9773 [3] Shirey SB, Wagner LS, Walter MJ, Pearson DG, and van Keken PE (2021) Slab Transport of Fluids to Deep Focus Earthquake Depths – Thermal Modeling Constraints and Evidence From Diamonds. AGU Advances: 2, e2020AV000304. https://doi.org/10.1029/2020AV000304
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».