Forskere ved endelig, hvordan store jordskælv starter:med mange mindre

Langt de fleste jordskælv, vi føler kommer kort efter mindre, ifølge ny forskning, der giver ny indsigt i, hvordan seismologi fungerer.

Fundet giver en hidtil uset indsigt i, hvad der sker før moderate og store jordskælv - og videnskabsmænd finder ud af, at langt de fleste af dem opstår efter mindre jordskælv begynder at risle under jorden, nogle gange dage eller endda uger før det største chok.

"Et af de største spørgsmål inden for jordskælvsseismologi er, hvordan jordskælv starter, " sagde undersøgelsens hovedforfatter, Daniel Trugman, seismolog ved Los Alamos National Laboratory. "Vi oplever, at de fleste hvis ikke alle, af (betydelige) jordskælv er forudgået af forchok, som vi kan detektere" med en ny computerteknik.

Tidligere, videnskabsmænd observerede, at kun halvdelen af ​​alle moderate jordskælv havde forløbere for mindre hændelser. Nu, denne nye undersøgelse af jordskælv i det sydlige Californien af ​​mindst størrelsesorden 4 mellem 2008 og 2017 viser, at mindst 72 % af dem havde tidligere, mindre jordskælv.

"Forhøjet forchokaktivitet er udbredt i det sydlige Californien, " konkluderede undersøgelsen.

"Det er overraskende, "studiemedforfatter Zachary Ross, Caltech assisterende professor i geofysik, sagde. "Det er vigtigt for at forstå jordskælvenes fysik. Er de stille indtil denne store begivenhed? Eller er der en svækkelse af fejlen, eller noget bevis på, at fejlen ændrer sig før denne større begivenhed?"

Undersøgelsen viser, hvordan svaret sandsynligvis er den sidste forklaring.

Opdagelsen giver nu forskere en bedre forståelse af, hvordan de fleste jordskælv genererer. At forstå, at selv moderate jordskælv sandsynligvis opstår efter en række små, giver ekstra vægt til ideen om, at jordskælvssekvenser kan vokse, ikke ulig den spredte epidemi af en sygdom. Faktisk, Undersøgelsen viser, at forløbene for forchok varierede fra start 3 dage til 35 dage før hovedstødet.

Fundet betyder ikke, at vi alle pludselig skal være bekymrede for små jordskælv. Statistisk set, kun 5 % af jordskælvene følges op af noget værre.

Det betyder heller ikke, at forskere er tættere på at forudsige de nøjagtige tidspunkter og placeringer af store jordskælv, noget, der i vid udstrækning anses for umuligt.

"Det store flertal af tiden, hvor du har et jordskælv, selvom du ser unormal aktivitet starte op, det vil dø af sig selv - det er det meste af tiden, " sagde Ross.

Men at forstå, hvordan jordskælv bliver større, kan kun hjælpe forskerne med at blive bedre til at forudsige efterskælv. Det ville hjælpe offentligheden til at forstå, hvornår der er en større risiko, som når chancen for et stort jordskælv stiger fra en baggrundsrisiko på 1-i-10, 000 odds til 1-i-1, 000 odds baseret på et tidligere jordskælv.

"Vi bevæger os bestemt i retning af prognoser, der er statistisk af natur, " sagde Trugman.

Opdagelsen kan også hjælpe med at forbedre hastigheden af ​​jordskælvs tidlige varslingssystemer, sagde Ross. Hvis computeren har registreret mikroskælv tæt på en større fejl, og ved, at de fleste større jordskælv er forudgået af mindre forskælv, som kan hjælpe med at fremskynde systemets beslutning om at udstede en advarsel i de tidlige øjeblikke efter, at et jordskælv er begyndt at bryde langs en fejl.

Gennembruddet i undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve for flere uger siden, blev kun gjort muligt ved opdagelsen af ​​en ny teknik til at finde meget små jordskælv - jordskælv så små som størrelsesordenen 0 og 1, og nogle så små som størrelsesorden negativ 2.

Men det er svært at opdage disse mikroskælv. I øjeblikket, det kan ikke gøres i realtid, og kan kun gøres ved at føre tidligere jordskælv ind i en supercomputer, hvilket tager et par uger.

At have et kig i højere definition på jordskælv i det sydlige Californien gjorde det pludselig muligt for videnskabsmænd at opdage mange forudskælv, der tidligere havde været usynlige.

"Denne nye information kommer fra de mindste begivenheder, der dybest set var usynlige før, " sagde Ross.

Til den nye undersøgelse, Trugman og Ross besluttede at fokusere på 46 af de største jordskælv i det sydlige Californien mellem 2008 og 2017 (medens de udelukkede dem, der var efterskælv af andre større begivenheder). De fandt ud af, at 33 af de 46 jordskælv havde et statistisk signifikant spring i prognoser sammenlignet med den normale jordskælvsrate for dette område.

De opdagede en særlig lang forløbssekvens forud for jordskælvet i La Habra med en styrke på 5,1 i marts 2014. Der var varsel i størrelsesordenen 0 og 1 så tidligt som 17 dage før hovedstødet.

Jordskælvet i 2010 påskesøndag med en styrke på 7,2, som var almindeligt mærket i det sydlige Californien, var ikke inkluderet i analysen, siden dens epicenter var i Baja California. Men det jordskælv blev forudgået af en bemærkelsesværdig forløbssekvens.

Forskerne kunne ikke bestemme et specifikt mønster for forchokkene, der ville føre til et jordskælv med en styrke på 4 eller derover. Sommetider, det ville se ud som et udbrud af jordskælv nær det, der ville blive hovedchok-epicentret dage eller timer senere. Andre gange, det ville se ud som en udbredt stigning i jordskælvsraten i det generelle område før hovedstødet.

De fandt også ud af, at lavvandede hovedstød havde en tendens til at have flere forchok, det samme gør områder med højere varmeflow, områder omkring Coso Volcanic Field og Saltonhavet, som opvarmes af magma.

Resultaterne hjælper med at løse et langt mysterium, som jordskælvsforskere ikke kunne forklare før. I laboratorieforsøg, hvor forskere ville simulere jordskælv med følsomt udstyr, der ville altid være små jordskælv, der kom før hovedskælvet. "Det er aldrig bare stille indtil den endelige fiasko, " sagde Ross om laboratoriejordskælvene.

Resultaterne tyder på, at det er muligt, at alle moderate og store jordskælv er forudgået af noget mindre, men at komme til den konklusion ville kræve flere undersøgelser.

"Det er svært at forestille sig denne enorme fejl, der forbliver helt stille, indtil et enkelt punkt tilfældigvis begynder at fejle, " sagde Ross. "Fysisk, det virker lidt svært at forestille sig."

©2019 Los Angeles Times
Distribueret af Tribune Content Agency, LLC.