Venter på det fuldstændige brud

Nepal blev ramt af et jordskælv med en styrke på 7,8 i 2015, men landet kan stadig stå over for truslen om meget stærkere storm. Dette er konklusionen af ​​ETH-forskere baseret på en ny model, der simulerer fysiske processer af jordskælvsbrud mellem den eurasiske og indiske plade.

I april 2015 Nepal – og især regionen omkring hovedstaden, Kathmandu – blev ramt af en kraftig rysten. Et jordskælv med en styrke på 7,8 ødelagde hele landsbyer, færdselsveje og kulturminder, med et dødstal på omkring 9, 000.

Imidlertid, landet kan stadig stå over for truslen om meget kraftigere jordskælv med en styrke på 8 eller mere. Det er konklusionen, som en gruppe jordforskere fra ETH Zürich har nået ud fra en ny model af kollisionszonen mellem den indiske og eurasiske plade i nærheden af ​​Himalaya. Ved at bruge denne model, teamet af ETH-forskere, der arbejder sammen med ph.d.-studerende Luca Dal Zilio, fra gruppen ledet af professor Taras Gerya ved Institut for Geofysik, har nu udført de første højopløselige simuleringer af jordskælvscyklusser i et tværsnit af brudzonen.

"I jordskælvet i 2015, der var kun et delvist brud på den store Himalaya-forkastning, der adskilte de to kontinentalplader. Den frontale, overfladenær sektion af brudzonen, hvor den indiske plade trækker sig under den eurasiske plade, gled ikke og forbliver under stress, " forklarer Dal Zilio, hovedforfatter af undersøgelsen, som for nylig blev offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation .

Normalt, et større jordskælv frigiver næsten al den spænding, der er opbygget i nærheden af ​​fokus som følge af forskydning af pladerne. "Vores model viser, at selvom Gorkha-jordskælvet reducerede stressniveauet i en del af brudzonen, spændingen steg faktisk i frontafsnittet tæt ved foden af ​​Himalaya. Det tilsyneladende paradoks er, at 'mellemstore' jordskælv som Gorkha kan skabe betingelserne for et endnu større jordskælv, " siger Dal Zilio.

Rystelser af størrelsesordenen af ​​Gorkha-jordskælvet frigiver kun stress i de dybere undersektioner af forkastningssystemet over længder på 100 kilometer. På tur, ny og endnu større spænding opbygges i de overfladenære sektioner af brudzonen.

Ifølge simuleringerne udført af Dal Zilio og hans kolleger, to eller tre yderligere Gorkha-skælv ville være nødvendige for at opbygge tilstrækkelig stress til et jordskælv med en styrke på 8,1 eller mere. I et jordskælv af denne art, brudzonen bryder over hele dybdeområdet, strækker sig op til jordens overflade og sideværts – langs Himalaya-buen – i hundredvis af kilometer. Dette fører i sidste ende til en fuldstændig spændingsudløsning i dette segment af fejlsystemet, som strækker sig til omkring 2, 000 kilometer i alt.

Historiske data viser, at megabegivenheder af denne art også har fundet sted tidligere. For eksempel, Assam-jordskælvet i 1950 havde en styrke på 8,6, med brudzonen, der bryder over en længde på flere hundrede kilometer og over hele dybdeområdet. I 1505, et kæmpe jordskælv ramte med tilstrækkelig kraft til at producere et cirka 800 kilometer langt brud på den store Himalaya-forkastning.

"Den nye model afslører, at kraftige jordskælv i Himalaya ikke kun har én form, men mindst to, og at deres cyklusser delvist overlapper hinanden, " siger Edi Kissling, Professor i seismologi og geodynamik. Superjordskælv kan forekomme med en periodicitet på 400 til 600 år, hvorimod "mellemstore" jordskælv som Gorkha har en gentagelsestid på op til et par hundrede år. Når cyklerne overlapper hinanden, forskerne forventer kraftige og farlige jordskælv med ujævne mellemrum.

Imidlertid, de kan ikke forudsige, hvornår endnu et ekstremt stort jordskælv vil finde sted. "Ingen kan forudsige jordskælv, heller ikke med den nye model. Imidlertid, vi kan forbedre vores forståelse af den seismiske fare i et specifikt område og tage passende forholdsregler, " siger Kissling.

Den todimensionelle og højopløselige model inkluderer også nogle forskningsresultater, der blev offentliggjort efter Gorkha-jordskælvet. For at generere simuleringerne, forskerne brugte Euler mainframe-computeren på ETH Zürich. "En tredimensionel model ville være mere nøjagtig og ville også give os mulighed for at komme med udsagn om de vestlige og østlige udkanter af Himalaya. modellering af hele 2, 000 kilometer af brudzonen ville kræve enorm regnekraft, som ikke engang supercomputerne på CSCS kan levere, " siger Dal Zilio.

Nepal ligger på det punkt, hvor to kontinenter mødes:Indien og Eurasien. Det er her, den indiske plade trækker sig ind i kappen under den eurasiske plade. På grund af sugeeffekten, som den indiske plade udøver, når den synker ned i kappen, det indiske subkontinent bevæger sig nordpå med op til 4 centimeter om året.

Som resultat, pladerne gnider mod hinanden i længden af ​​denne 2, 000-kilometer fejlsystem, tillader betydelige mængder af stress at bygge op. Under et jordskælv, den pludselige udløsning af denne spænding forårsager en brat forskydning af pladerne ved siden af ​​hinanden. Dette er grunden til, at Nepal og de sydlige foden af ​​Himalaya gentagne gange oplever meget kraftige jordskælv.