Jordskælv i Oroville Dam i februar 2017 var relateret til udledning af overløb

Et nærmere kig på små jordskælv, der fandt sted ved Oroville-dæmningen i Californiens Sierra Nevada-foden i februar 2017 - nær det tidspunkt, hvor dæmningens udslip svigtede - tyder på, at den seismiske aktivitet var relateret til reservoirudledning, der åbnede og lukkede sprækker i klippen nedenfor. udløbet.

Det forekommer sandsynligt, at væske, der lækkede gennem sprækker i hovedafløbet, ændrede trykket på de underliggende stenbrud, får dem til at åbne langsomt og derefter smække i, igen og igen, ifølge rapporten i Bulletin fra Seismological Society of America .

Forskere ved U.S. Geological Survey var i stand til at opdage mere end 19, 000 meget små seismiske hændelser, der fandt sted i løbet af de sidste 25 år, tilsyneladende som et resultat af disse brud, der åbner og lukker under overløbet.

De seismiske hændelser forårsagede ikke svigt af dæmningens hovedafløb i midten af ​​februar 2017, sagde USGS seismolog Robert Skoumal, der ledede forskerholdet.

"Disse seismiske hændelser var ikke direkte forbundet med overløbsfejlen. Selvom eksperter fastslog, at vand, der lækker gennem sprækker, førte til fejlen, vi tror, ​​at dette lækkende vand også forårsagede de seismiske hændelser, " forklarede Skoumal. "Disse seismiske hændelser fandt sted i årtier før fejl, og fortsatte med at opstå efter selve fiaskoen."

Skoumal og hans kolleger kiggede nærmere på seismiske signaler placeret nær dæmningen, efter at to små jordskælv med størrelsesordenen 0,8 og 1,0 fandt sted den 14. februar 2017. Efter usædvanligt kraftigt regnskyl i området og rekordstor vandstand i Oroville-reservoiret. dele af Oroville Dam-hovedafløbet smuldrede mellem den 7. og 12. februar, foranledigede evakueringen af ​​næsten 188, 000 mennesker i Oroville, Californien område.

Ved at bruge en teknik kaldet skabelonmatching til at søge efter begivenheder, der ligner jordskælvet i februar 2017 med en styrke på 1,0, forskerne opdagede mere end 19, 000 små seismiske hændelser ved dæmningen, der fandt sted mellem maj 1993 og april 2018.

Jordskælvene i februar 2017 var spændende for Skoumal og hans kolleger i lyset af en jordskælvssekvens i 1975 med en styrke på 5,7, som tidligere var forbundet med fyldningen af ​​Oroville-reservoiret. "Vi ønskede at vide, om disse nylige jordskælv også kunne relateres til hurtige ændringer i reservoirniveau og afgøre, om disse begivenheder kunne være forløbere for jordskælv af større størrelse, " sagde Skoumal.

Dagen efter jordskælvene på 0,8 og 1,0, som var for små til at kunne mærkes af mennesker, forskerne gennemførte en foreløbig analyse, "og meget hurtigt så vi, at der var tonsvis af den slags jordskælv, placeret tæt på udløbet, og de lignede ikke naturlige begivenheder, " tilføjede Skoumal.

Jordskælv så små som Oroville-begivenhederne bliver ofte ikke detekteret ved sædvanlig seismisk overvågning, så forskerne vendte sig til en teknik kaldet template-matching for at søge efter andre seismiske signaler fra reservoirområdet. "Med denne tilgang, vi behandler bølgeformen fra et vellykket identificeret jordskælv som et 'fingeraftryk, "" forklarede Skoumal. "Vi tager det 'fingeraftryk' og scanner gennem årtiers data på udkig efter signaler, der ligner hinanden, bare med mindre amplitude."

Teknikken fungerer godt med jordskælvsværme - en masse jordskælv, der opstår over en kort periode. Sværme kan forekomme naturligt, nær vulkaner eller inden for tektoniske subduktionszoner, men de er også almindelige i tilfælde af seismicitet forårsaget af menneskelig aktivitet, sagde Skoumal.

"Vi så tusindvis af små begivenheder, som brat tændte og slukkede, så vi vidste, at der var en slags trigger, der forårsagede disse begivenheder, " sagde han. "Men det var et puslespil på det tidspunkt. Hvis det var induceret, vi troede, det ville være relateret til selve reservoiret, fordi der er mange eksempler på reservoirer, der fremkalder jordskælv."

Imidlertid, da forskerne sammenlignede de seismiske data med vandstandene i reservoiret, der var kun en svag sammenhæng mellem de små jordskælv og høje vandstande. I stedet, data om brugen af ​​Oroville spildevand fra California Department of Water Resources viste sig at passe perfekt til de seismiske data. De små jordskælv opstod i tider med udstrømning fra reservoiret over udløbet, og de var ikke relateret til de processer, der var ansvarlige for jordskælvssekvensen i 1975.

Spildvandsudledning, der lækker gennem revner i overløbet, skabte sandsynligvis hurtige ændringer i væsketrykket langs brud i den forvitrede klippe, der ligger under overløbet. Forskerne konkluderede, at denne proces kunne have forårsaget, at frakturerne gentagne gange åbnede og lukkede og genererede de seismiske sværme.

"Vil de seismiske begivenheder vende tilbage, når de genoptager brugen af ​​overløbet, som siden er blevet repareret, eller er de væk for altid? Afhængig af mængden af ​​nedbør vi får, vi finder måske ud af det i løbet af det næste år eller to, " han sagde.