Forskare upptäcker mekanism som ökar magnituden hos vissa jordbävningar
Ett team av forskare har upptäckt en mekanism som kan förstärka magnituden hos specifika jordbävningar genom att förändra felens dynamik. Publicerad i Nature Geoscience avslöjar resultaten hur fluidinteraktioner i felzoner bidrar till större seismiska händelser. Denna upptäckt kan förbättra modeller för att förutsäga jordbävningens allvar i fluidrika områden.
I en studie publicerad den 23 oktober 2023 i Nature Geoscience detaljerade forskare från University of California, Santa Cruz, och internationella samarbetspartners en nyligen identifierad mekanism som ökar magnituden hos vissa jordbävningar. Mekanismen kretsar kring poroelastisk återgång, där förändringar i fluidtryck inom felzoner minskar friktionen, vilket tillåter sprickor att spridas längre och frigöra mer energi.
Huvudförfattaren Agron Bajraktari, geofysiker vid UC Santa Cruz, förklarade processen: "Vi fann att när vätskor pressas ut ur felet under en jordbävning skapar det en tillfällig ökning av felstyrkan, men paradoxalt nog kan detta leda till större glidningar i efterföljande händelser." Teamet använde laboratorieförsök som simulerar felvillkor, med tillämpning av högtrycksvätskor på bergprover för att observera hur poroelastiska effekter påverkar sprickdynamik.
Forskningen bygger på observationer från verkliga jordbävningar, såsom de i subduktionszoner där vätskor är rikliga. Till exempel refererar studien till jordbävningen i Tohoku 2011 i Japan och noterar likheter i fluidinblandning, även om den inte hävdar direkt orsakssamband. Bajraktari tillade: "Denna mekanism förklarar varför vissa jordbävningar överstiger förväntningarna baserat enbart på felstorlek, särskilt i regioner med högt portryck."
Tidigare modeller underskattade ofta jordbävningsmagnituder genom att fokusera enbart på statisk friktion, men detta arbete inkluderar dynamiska fluidrespons. Medförfattaren Emily Brodsky, professor vid UC Santa Cruz, betonade implikationerna: "Att förstå poroelasticitet kan förfina seismiska riskbedömningar och hjälpa samhällen i jordbävningsbenägna områden att förbereda sig för värsta fall-scenarier."
Upptäckten gäller specifikt fluidmättade fel, vanliga i tektoniska miljöer som San Andreas-fel. Även om inte alla jordbävningar påverkas belyser resultaten en lucka i nuvarande prediktionsverktyg. Forskare uppmanar till ytterligare fältstudier för att validera mekanismen i naturliga miljöer.
Denna framsteg understryker komplexiteten i jordbävningsfysik, där tilsynes obetydliga fluid dynamik kan ha oproportionerligt stora effekter på katastrofpotential.