Tohoku-jordskælvet og tsunamien, der ramte Japans kyst den 11. marts, 2011, dræbte mere end 15, 000 mennesker. Forskere ved University of Texas i Austin leder bestræbelserne på at udvikle computermodeller, der kan forbedre vores forståelse af de kræfter, der driver sådanne ødelæggende jordskælv. Kredit:Douglas Sprott
År før det ødelæggende Tohoku-jordskælv ramte Japans kyst i 2011, Jordens skorpe nær stedet for jordskælvet begyndte at røre på sig. Forskere ved University of Texas i Austin bruger computermodeller til at undersøge, om små rystelser opdaget nær dette sted kan være forbundet med selve katastrofen.
Forskningen kan hjælpe med at forbedre videnskabsmænds forståelse af kræfter, der driver megathrust-jordskælv - verdens mest kraftfulde type jordskælv - og forbedre vurderingen af jordskælvsfare. Undersøgelsen blev offentliggjort den 15. december, 2018, i Earth and Planetary Science Letters .
Hovedforfatter Thorsten Becker, professor ved UT Jackson School of Geosciences og forsker ved University of Texas Institute for Geophysics, sagde, at dette var den første omfattende undersøgelse, der viste ændringer i knap mærkbar tremoraktivitet før jordskælvet i Tohoku megathrust.
"Den del af skorpen, der er tæt på det sted, der til sidst bristede, ændrer stresstilstand et par år før begivenheden, "sagde Becker." Ved at demonstrere dette, vores arbejde supplerer undersøgelser af skorpedeformation og vores forståelse af de kræfter, der driver jordskælv."
Institute for Geophysics er en forskningsenhed under Jackson School of Geosciences.
Mens placeringen af rystelserne rejser spørgsmål om deres potentielle forbindelse til jordskælvet, Becker sagde, at det i øjeblikket er uvist, om de to begivenheder relaterer sig. Imidlertid, rystelsernes seismiske signatur hjælper med at forfine en computermodel, der kunne hjælpe med at udrede forbindelsen. Denne nye modelleringsteknik gør det muligt for forskere at skabe et firedimensionelt billede af jordskorpen og interaktioner mellem tektoniske plader, viser, hvordan kræfter, der presser på fejlen, ændrer sig over tid.
Når de seismiske data blev indtastet, modellen matchede observationer af, hvordan pladen deformerede i årene før og efter jordskælvet. Dette gjorde det muligt for forskerne at drage slutninger om den slags kræfter, der finder sted ved pladegrænsen, det punkt, hvor en plade dykker ned i jordens varme, tyktflydende kappe. I dette halvsmeltede lag, solide klipper oser og opfører sig på uventede måder, så en forståelse af lagets dynamik kunne hjælpe med at identificere sammenhængen mellem tryk langs en forkastning før og efter et større jordskælv.
Den nye forskning er vigtig, fordi modellen oprindeligt blev udviklet ved hjælp af et andet datasæt:geodætisk information om formen af jordens overflade. Ved at opnå lignende resultater ved hjælp af forskellige datasæt - seismiske bølger og ændringer i planetens form - kan videnskabsmænd være meget mere sikre på nøjagtigheden af jordskælvsmodeller.
Becker mener, at med den rette forskning og støtte, avancerede computermodeller kan bruges til at studere jordskælvs fysik og måske bidrage til forbedrede prognoser.
I øjeblikket, forskere kan i bedste fald tilbyde farekort, der viser kendte jordskælvszoner og en vag sandsynlighed for et jordskælv i de kommende årtier. At vide mere om hvornår og hvor et sådant jordskælv kan ramme, selv inden for få år, ville repræsentere en væsentlig forbedring af den nuværende jordskælvsprognose og måske give myndigheder og industri tilstrækkelig tid til at forberede sig til en sådan begivenhed.
Til denne ende, Forfatterne håber, at deres undersøgelse vil bidrage til den globale indsats for at forbedre vurderingen af jordskælvsfare, såsom Modeling Collaboratory for Subduction RCN, et nyt UT-ledet forskningssamarbejdsnetværk finansieret af National Science Foundation (NSF).