Snesmeltning forårsager seismisk sværm nær Californias Long Valley Caldera

En kildebølge af smeltevand, siver gennem lodret skrå klippelag, forårsagede en seismisk sværm nær Californiens Long Valley Caldera i 2017, ifølge forskning præsenteret på SSA Årsmøde 2019.

Den usædvanlige begivenhed fik US Geological Survey-forsker Emily Montgomery-Brown og hendes kolleger til at se tilbage gennem 33 års seismiske og vandrekorder for regionen. De fandt ud af, at hastigheden af ​​lavvandet seismicitet var omkring 37 gange højere i meget våde perioder versus tørre perioder.

Selvom videnskabsmænd har forbundet jordskælv med kraftig nedbør eller kraftig afstrømning før dette, beviserne, der forbinder de to, har været relativt svage eller tvetydige, siger Montgomery-Brown. I Long Valley Caldera-sagen, hun siger, "Vi ser en fænomenal sammenhæng mellem seismiciteten og strømudledningen, og vi ser omkring 37 gange antallet af jordskælv i den våde sæson som i den tørre sæson."

Da smeltevandet genopfyldte grundvandet i det tørkeramte område, det ændrede poretrykket i klipperne, der lå en til tre kilometer under jordoverfladen, udløser de små jordskælv i 2017-sværmen.

Jordskælvenes overfladiske natur, sammen med deres usædvanlige udbredelse, hjalp Montgomery-Brown og hendes kolleger med at bestemme, at de var forårsaget af nedsivende vand og ikke vulkanske processer relateret til Long Valley Caldera.

Ved at lokalisere jordskælvene, Montgomery-Browns USGS-kollega Dave Shelly fandt ud af, at jordskælvene "faktisk forplantede sig dybere, ned fra overfladen, " siger hun. I andre sværme omkring vulkanske områder, såsom Yellowstone National Park, jordskælvene har en tendens til at starte i en dybere seismisk zone, omkring seks til otte kilometer dyb, og bevæger sig ofte opad mod overfladen.

Detaljerede geologiske kort over sværmområdet, syd for Long Valley Caldera, vis stejlt fald, næsten lodrette klippelag, der fungerer som en hurtig ledning til smeltevand. Afstrømningen genaktiverer muligvis ikke en bestemt fejl, Montgomery-Brown siger, men kan i stedet infiltrere disse klippelag og udløse små jordskælv der.

Forskerne så ikke den samme stærke sammenhæng mellem afstrømning af smeltevand og seismiske hastigheder i andre områder omkring Long Valley Caldera. "Det er kun i disse områder, hvor vi ser de stærkt faldende lag, " hun siger.

Så vidt hun og hendes kolleger kan fortælle, disse lavvandede jordskælv forbliver lavvandede, og forplanter sig ikke dybt nok til at udløse aktivitet på dybere forkastninger i området.

Montgomery-Brown har studeret seismiske signaler og overvåget jorddeformation ved Long Valley Caldera for at holde styr på vulkansk aktivitet og bevægelsen af ​​magma og gas under calderaen. Deformation forårsaget af kraftigt snefald (og derefter snesmeltning) i bjergene skaber sæsonbestemte signaler i hendes data. "Normalt prøver jeg at slippe af med det signal, så jeg kan se den faktiske vulkanske deformation, der sker."

Da jordskælvets sværm i 2017 - en af ​​de største længe i området - fandt sted på kanten af ​​calderaen, hun og hendes kolleger havde diskuteret, om det var forårsaget af vulkansk aktivitet. "Folk begyndte at mærke jordskælvene, og vi spekulerede på, om vi skulle udsende en form for erklæring om, hvordan vulkanen opførte sig."

Men da hun gav en ny leder en rundvisning i et routerskab på deres kontorer, hun endte med at tale med Mammoth Community Water District-ledere, som deler kontorlokalet. Mens de talte om forårets afstrømning, "det klikkede ligesom i vores forståelse" hvordan afstrømningen og sværmen kunne være forbundet, hun siger.