Forskere finder aktivitet før jordskælvet i det centrale Alaska

Jordforskere leder konsekvent efter en pålidelig måde at forudsige jordskælv på. Ny forskning fra University of Alaska Fairbanks Geophysical Institute professor Carl Tape kan hjælpe i denne bestræbelse, på grund af et unikt sæt omstændigheder.

"Vores observationer har registreret et utvetydigt interessant forløb af begivenheder, " sagde Tape.

Tape og hans kolleger fandt beviser for accelererende aktivitet før et jordskælv i 2016 i en sideværts bevægende forkastningszone i det centrale Alaska. Aktiviteten omfattede et fænomen kendt som meget lavfrekvente jordskælv, henviser til den type energibølger, der er forbundet med det.

Typiske jordskælv har to tilknyttede energibølger, kaldet P- og S-bølgerne. Meget lavfrekvente jordskælv har ikke sådanne signaler. I stedet, deres bølger opstår på meget lavere frekvenser.

"De fleste jordskælv starter brat, men ikke altid, " sagde Luciana Astiz, en programdirektør i National Science Foundation's Division of Earth Sciences, som understøttede forskningen. "En forkastningszone i det centrale Alaska overvåget af nye videnskabelige instrumenter giver et kig på en mere kompleks proces. Denne undersøgelse rapporterer de første observationer af en langsom proces, der går over i et jordskælv - noget tidligere kun observeret i laboratorieforsøg. Disse nye observationer bidrager til at forstå jordskælvs fysik."

I 2015 Tape installerede 13 seismiske stationer i Minto Flats i det centrale Alaska for at fange områdets fejlaktivitet. Ni dage senere, instrumenterne indspillede en lang varighed, meget lavfrekvent proces, ses normalt kun i dybe subduktionszoner. Denne begivenhed viste en lille mængde aktivitetsindsamling, eller kernedannelse, i et centralt område under overfladen. Det førte ikke til et jordskælv.

Et sekund, lignende begivenhed i 2016 førte til en central observation. Hos Minto Flats, et jordskælv med en styrke på 3,7 fandt sted i en dybde på omkring 10,5 miles, ikke en usædvanlig begivenhed i sig selv. Imidlertid, Begivenheden blev forudgået af en 12-timers accelererende sekvens af jordskælv og 22 sekunder af distinkte høj- og lavfrekvente bølger i et koncentreret område.

Tape sagde, at denne form for langsom hændelse, der går over i et brud, tidligere kun var blevet set i laboratorieforsøg.

"Rupturprocessen startede, så fandt den en del af fejlen, der var klar til at gå, og det er hvad folk ikke har set. Det er rigtig spændende, " sagde Tape.

"Det spring vi tager, og måske den mere kontroversielle ting, er, at dette fremkommende langtidssignal, der kun ses oven på fejlen, er et lavfrekvent signal, der nogle gange kan blive til et jordskælv og nogle gange ikke, " sagde Tape.

Tape og hans kolleger har måske set denne form for aktivitet før. I 2012 der var en lignende lille begivenhed registreret i det centrale Alaska. På det tidspunkt, et jordskælv med en styrke på 8,6 fandt sted under Det Indiske Ocean, og dets energi kunne mærkes rundt om i verden. På grund af omfanget af denne begivenhed, den mindre aktivitet fra det centrale Alaska blev overskygget. Uanset hvilket signal Minto Flats-stedet afgav, kunne ikke bekræftes. Imidlertid, det var spændende nok til at retfærdiggøre at sætte sensorer i området.

"Jeg havde aldrig i mine vildeste drømme forventet, at vi ville se sådan noget igen, Tape sagde. "Jeg antog, at de forhold, der skete i 2012, på en eller anden måde var unikke, og at enorme overfladebølger førte til denne kernedannelse. Selvom jeg foreslog at sætte instrumenter på området i et forslag, det var det sidste jeg tog på. Jeg troede, "Måske ser vi noget skørt derude."

I 2016 Tape havde højkvalitetsstationer oven på Minto Flat-fejlene, omkring 18 miles fra de vigtigste begivenheder, og intet udløsende jordskælv for at komplicere dataene.

"Vi stirrer lige på denne proces, og hvad det viste var, at netop under det tremorlignende signal er der dette fremkommende langvarige signal, der antyder, hvad der driver denne kernedannelsesfase, " han sagde.

Geologer har ledt efter sådan noget i lang tid. Så hvorfor har ingen set det?

"Jeg står tilbage og siger 'Jeg ved det ikke, '" sagde Tape. "Jeg vil antage, at alle har ledt efter noget før P-bølgen for evigt. Det får mig til at tro, at der er noget særligt ved denne fejlzone."

Minto Flats har et dybt sedimentært bassin, skridsikker fejl, aktiv tektonik og dybe jordskælv; det er en usædvanlig side.

"På nogle måder, Jeg ville ønske, at der ikke var noget særligt. Jeg ville ønske, at det var et globalt fænomen, vi opdagede, men det er det ikke, " sagde Tape. "Det ser ud til, at der er noget særligt ved forholdene i Minto Flats."

Resultaterne af forskningen vil blive vist i det seneste nummer af tidsskriftet Natur Geovidenskab . Artiklen har titlen "Earthquake Nucleation and Fault Slip Complexity in the Lower Crust of Central Alaska."