Jordskælv i Alaska giver ny indsigt i forbedring af risikovurdering

Iniskin -jordskælvet 2016 (størrelse 7,1), der rystede Anchorage, Alaska, blev fanget af seismometre i EarthScope Transportable Array. Disse data hjælper Geoff Abers, professor ved Cornell Universitets Institut for Jord- og Atmosfæriske Videnskaber, og Michael Mann, en kandidatstuderende i sin gruppe, udforsk svar for at udfylde afgørende huller i forståelsen af ​​jordskælv inden for plader. Deres arbejde kan give indsigt i 30. november, Jordskælv i størrelsesorden 7,0 i 2018 nær Anchorage. Det kan også hjælpe med at forbedre vurderinger af jordskælvsfare i fremtiden.

Intra-plade jordskælv forekommer normalt dybt i jorden, inden for tektoniske plader, der falder ned i kappen ved subduktionszoner. Fordi de er så dybe, jordskælv inden for plader kan være af stor størrelse og mærkes over et bredt område; imidlertid, de udviser normalt ikke stærk seismisk bølgeacceleration eller jordbevægelse, da fejlen, der forårsager jordskælvet, er dyb. Iniskin var anderledes.

Iniskin -jordskælvet opstod i Stillehavspladen, som langsomt bliver tvunget under den nordamerikanske plade. "Iniskin -jordskælvet var 125 km dybt, men forårsagede en meget høj jordbevægelse, der blev mærket og registreret i Anchorage, og især hvor der er et tæt netværk af accelerometre. Da det skete i 2016 var det faktisk den stærkeste jordrystelse i Anchorage siden det store jordskælv i 1964, der ødelagde den halve by, sagde Abers i begyndelsen af ​​november, før det skadelige jordskælv den 30. november. Iniskin -jordskælvet var mere end 270 km fra Anchorage.

Jordskælvet med størrelsen 7,0, der fandt sted den 30. november, var også et jordskælv inden for plader i den subdukterende stillehavsplade, men den var kun 44 km dyb og kun få miles fra Anchorage. Det gav omfattende skader, og mens de første data stadig behandles, det tjener som en påmindelse om faren ved denne slags jordskælv.

Iniskin-jordskælvet gav en glimrende mulighed for at studere mekanikken ved et jordskælv inden for plader, og hvordan lokal geologi dramatisk kan ændre jordskælvets virkninger. Iniskin -jordskælvet raslede Anchorage kort efter, at seismometre fra EarthScope's Transportable Array blev installeret i det sydlige Alaska. The Transportable Array består af hundredvis af seismiske stationer indsat i et net; det har sprunget sin vej hvert andet år på tværs af kontanter i kontinentet i mere end et årti og er i øjeblikket i Alaska. Nettet, med en afstand på cirka 85 km, dækker Alaska fra den sydøstlige panhandle til den nordlige skråning.

"Vi er kun i stand til at udføre denne undersøgelse, fordi Transportable Array installerede højkvalitets, state-of-the-art instrumenter mange andre steder utilgængelige, "Sagde Mann.

"Vi har i nogen tid vidst, at du lejlighedsvis får store jordskælv inden for plader, og der har været en vis bekymring for, at de er underrepræsenteret globalt i fareestimater på de steder i verden, hvor de forekommer. Så dette er en mulighed for at dykke lidt ned dybere for at prøve at forstå, hvad der foregik her, "Sagde Abers.

Hvad forårsagede en sådan uventet bevægelse fra Iniskin -jordskælvet? Abers og Mann mener, at der er to mulige faktorer baseret på lokal geologi:den ene er temperaturen på kappen, de seismiske bølger bevæger sig igennem for at nå overfladen, og en anden er, at de seismiske bølger nogle gange kan ricochet mellem lagene på en subdukterende tektonisk plade.

Anchorage sidder nær kanten af ​​den nordamerikanske tallerken, hvor den kontinentale plade skubber stillehavspladen ned i kappen. Pladen fra overfladen er køligere, og derfor mere solid, end den omgivende kappe, så seismiske bølger rejser hurtigere.

"Ved meget lave temperaturer er jorden som en klokke, det ringer bare og bølger kan forplante sig, "Abers sagde." Vi kunne kun se det for Iniskin -jordskælvet, fordi Transportable Array faktisk indsatte stationer for første gang vest for Anchorage og nord for Alaska Range. "

Transportable Array tillod en sammenligning af seismiske bølger i samme afstand fra kilden til jordskælvet, men i forskellige retninger. Nord for Alaska Range, hvor afstanden fra subduktionszonen betyder, at skorpen ligger over kappen, de seismiske bølger skal rejse gennem varm kappe for at komme til Anchorage. Den opvarmede sten er blødere og "grødigere, "Så seismiske bølger bevæger sig ikke så hurtigt som gennem køligere skorpe.

"Disse signaler er virkelig små i forhold til de meget store signaler, du vil se i Anchorage på sammenlignelige afstande, med en faktor 20 til 50 ved de frekvenser, vi interesserer os for, "sagde Abers." Det er ikke subtile effekter. "

Den anden mulige årsag til, at Iniskin -jordskælvet rystede jorden så meget, har at gøre med skorpeens lokale struktur. Abers og Mann fandt ud af, at ved nogle frekvenser, seismiske bølger syntes at blive forstærket. Skorpen består af flere lag af forskellige slags sten. Hvis et svagere lag er klemt mellem stærkere lag i den synkende skorpe i subduktionszonen, seismiske bølger kan bevæge sig op ad den subdukterende plade og blive fanget i det klemt lag, hopper frem og tilbage og forstærker bølgens energi.

"Vi har kendt til dette problem i et stykke tid, men det har ikke rigtig gjort det klart, hvordan farer vurderes ud fra disse jordskælv meget klart, fordi vi ikke har fundet ud af at bestemme parametrene, sagde Abers. På steder som Anchorage, vurdering af jordskælvsfare kan være nødvendigt at indeholde oplysninger om den dybe jord, titalls kilometer ned, og ikke kun nær overfladegeologien. Forundrer sig over, hvad der skete under Iniskin -jordskælvet og muligvis den 30. november, og have god datadækning til at sammenligne jordskælv fra forskellige steder, er et skridt fremad for at forbedre risikovurderingen for jordskælv inden for plader i fremtiden.