Fjerne jordskælv kan forårsage jordskred under vandet

Ny forskning viser, at store jordskælv kan udløse jordskred under vandet tusindvis af kilometer væk, uger eller måneder efter jordskælvet.

Forskere, der analyserede data fra havbundseismometre ud for Washington-Oregon-kysten, bandt en række undersøiske jordskred på Cascadia Subduction Zone, 80 til 161 kilometer (50 til 100 miles) ud for Stillehavets nordvestkyst, til et jordskælv på 8,6 i 2012 i Det Indiske Ocean - mere end 13, 500 kilometer (8, 390 miles) væk. Disse undersøiske jordskred fandt sted med mellemrum i næsten fire måneder efter jordskælvet i april.

Tidligere forskning har vist, at jordskælv kan udløse yderligere jordskælv på andre forkastninger over hele kloden, men den nye undersøgelse viser, at jordskælv også kan igangsætte undersøiske jordskred langt væk fra jordskælvet.

"Den grundlæggende antagelse ... er, at disse havskred er genereret af de lokale jordskælv, sagde Paul Johnson, en oceanograf ved University of Washington i Seattle og hovedforfatter af den nye undersøgelse offentliggjort i Journal of Geophysical Research:Solid Earth , et tidsskrift for American Geophysical Union. "Men hvad vores avis sagde er, 'Ingen, du kan generere dem fra jordskælv hvor som helst på kloden."

De nye resultater kan komplicere sedimentregistreringer, der bruges til at estimere risikoen for jordskælv. Hvis jordskred under vandet kunne udløses af jordskælv langt væk, ikke kun dem i nærheden, Forskere skal muligvis overveje, om et lokalt eller fjernt jordskælv genererede aflejringerne, før de bruges til at datere lokale begivenheder og estimere jordskælvsrisikoen, ifølge undersøgelsens forfattere.

De ubådsskred, der blev observeret i undersøgelsen, er mindre og mere lokaliseret end udbredte jordskred, der blev genereret af et stort jordskælv direkte på selve Cascadia -margenen, men disse undervandsskred genereret af fjerne jordskælv kan stadig være i stand til at generere lokale tsunamier og beskadige undervandskommunikationskabler, ifølge undersøgelsens forfattere.

En lykkelig ulykke

Opdagelsen af, at Cascadia-skredene var forårsaget af et fjernt jordskælv, var en ulykke, sagde Johnson.

Forskere havde placeret havbundseismometre ud for Washington-Oregon-kysten for at opdage små jordskælv, og også at måle havets temperatur og tryk på de samme steder. Da Johnson fandt ud af seismometrene på et videnskabeligt møde, han besluttede at analysere de data, som instrumenterne havde indsamlet for at se, om han kunne opdage tegn på termiske processer, der påvirker havbundens temperaturer, såsom methanhydratdannelse.

Johnson og hans team kombinerede havbundens temperaturdata med tryk- og seismometerdata og videostills af sedimentdækkede instrumenter fra 2011-2015. Små variationer i temperatur forekom i flere måneder, efterfulgt af store stigninger i temperaturen over en periode på to til 10 dage. De konkluderede, at disse ændringer i temperatur kun kunne være tegn på flere undersøiske jordskred, der kaster sedimenter i vandet. Disse jordskred forårsagede varme, lavt vand for at blive tættere og flyde ned ad bakke langs Cascadia-marginen efter jordskælvet i Det Indiske Ocean med en styrke på 8,6 den 11. april, 2012, forårsager temperaturstigninger.

Cascadia-marginen løber i mere end 1, 100 kilometer (684 miles) ud for Stillehavets nordvestlige kystlinje fra nord til syd, der omfatter området over den underliggende subduktionszone, hvor en tektonisk plade glider under en anden.

Stejle undersøiske skråninger hundreder af fod høje langs kanten. Sediment samler sig på toppen af ​​disse stejle skråninger. Da de seismiske bølger fra jordskælvet i Det Indiske Ocean nåede disse stejle undervandsskråninger, de stødte de tykke sedimenter, der var stablet på toppen af ​​skråningerne. Denne rystelse fik områder med sediment til at brække af og glide ned ad skråningen, skabe en kaskade af jordskred langs hele skråningen. Sedimentet faldt ikke med det samme, så jordskredene skete i op til fire måneder efter jordskælvet, ifølge forfatterne.

De stejlere end gennemsnittet skråninger ud for Washington-Oregon kysten, såsom dem i Quinault Canyon, som falder 1, 420 meter (4, 660 fod) ved op til 40 graders vinkler, gøre området særligt modtageligt for undersøiske jordskred. De tykke sedimentaflejringer forstærker også seismiske bølger fra fjerne jordskælv. Små sedimentpartikler bevæger sig som krusninger suspenderet i væske, forstærker bølgerne.

"Så disse ting er alle klaret, klar til at kollapse, hvis der er et jordskælv et sted, " sagde Johnson.

Forstyrrelse af sedimentregistreringen

Det nye fund kan have konsekvenser for tsunamier i regionen og kan komplicere vurderinger af jordskælvsrisiko, ifølge undersøgelsens forfattere.

Subduktionszoner som Cascadia-marginen er i fare for tsunamier. Når den ene tektoniske plade glider under den anden, de bliver låst sammen, lagre energi. Når pladerne endelig glider, de frigiver den energi og forårsager et jordskælv. Ikke alene giver denne pludselige bevægelse vand over forkastningen et stort skub opad, det sænker også kystlandet ved siden af, da den overliggende plade flader ud, gør kystlinjen mere sårbar over for bølgerne af fortrængt vand.

Undersøiske jordskred øger denne risiko. De skubber også havvand ud af vejen, når de forekommer, som kunne udløse en tsunami på den lokale kyst, sagde Johnson.

Forskere bruger også undersøiske sedimentregistreringer til at estimere risikoen for jordskælv. Ved at bore sedimentkerner offshore og beregne alderen mellem jordskredaflejringer, forskere kan oprette en tidslinje over tidligere jordskælv, der bruges til at forudsige, hvor ofte et jordskælv kan forekomme i regionen i fremtiden, og hvor intenst det kan være.

Et jordskælv ud for Pacific Northwest ville skabe undersøiske jordskred langs hele kysten fra British Columbia til Californien. Men den nye undersøgelse viste, at et fjernt jordskælv kun kan resultere i jordskred på op til 20 eller 30 kilometer (12 til 19 miles) brede. Det betyder, at når videnskabsmænd tager sedimentkerner for at bestemme, hvor hyppige lokale jordskælv forekommer, de er muligvis ikke i stand til at fortælle, om sedimentlagene ankom til havbunden som følge af et fjernt eller lokalt jordskælv.

Johnson siger, at flere kerneprøver over et bredere område af marginen ville være nødvendige for at bestemme en mere nøjagtig læsning af den geologiske rekord og for at opdatere estimater af jordskælvsrisiko.