Fejl i varme striber og lavninger kan ændre vurderingen af ​​fare for jordskælv

I mere end et århundrede, et ledende princip inden for seismologi har været, at jordskælv gentager sig med semi-regelmæssige intervaller i henhold til en "seismisk cyklus." I denne model, belastning, der gradvist akkumuleres langs en låst forkastning, frigøres fuldstændigt i et stort jordskælv. For nylig, imidlertid, seismologer har indset, at jordskælv ofte forekommer i klynger adskilt af huller, og en forskergruppe hævder nu, at sandsynligheden for en rystens gentagelse afhænger af, om en klynge er i gang – eller forbi.

På mandag, 23. september 2019, ved GSAs årsmøde i Phoenix, Seth Stein, Deering-professor i geologiske videnskaber ved Northwestern University, vil præsentere en ny model, som han og hans medforfattere mener bedre forklarer kompleksiteten af ​​de "supercykler", der er blevet observeret i langsigtede jordskælvsregistre. "En måde at tænke på dette er, at fejl har varme striber - jordskælvsklynger - såvel som fald - jordskælvsgab - ligesom sportshold, siger Stein.

I det traditionelle koncept for den seismiske cyklus, Stein forklarer, sandsynligheden for et stort jordskælv afhænger udelukkende af den tid, der er gået, siden den seneste store rystelse nulstillede systemet. I dette simple tilfælde, han siger, fejlen har kun en "korttidshukommelse".

"Det eneste der betyder noget, siger Stein, "er, da det sidste store jordskælv var. Uret nulstilles, hver gang der er en stor begivenhed."

Men denne model er ikke realistisk, argumenterer han. "Vi ville aldrig forudsige et sportsholds præstation baseret på, hvordan de præsterede under deres forrige kamp, " siger Stein. "Resten af ​​sæsonen vil sandsynligvis være meget mere nyttig."

Geologer ser nogle gange langsigtede mønstre i palæoseismiske optegnelser, som den seismiske cyklusmodel ikke kan forklare. I disse tilfælde, siger Stein, "Ikke al den akkumulerede belastning er blevet frigivet efter et stort jordskælv, så disse systemer har, hvad vi kalder "langtidsminder."

For at få en fornemmelse af, hvordan et system med langtidsfejlhukommelse ville fungere, forskerne prøvede vinduer af 1, 300 år - en periode, som geologer med rimelighed kan have en rekord tilgængelig for - fra simulerede 50, 000-årige palæoseismiske optegnelser. Resultaterne indikerer, at jordskælvets gentagelsesintervaller så meget forskellige ud afhængigt af hvilken 1, 300-års vindue, forskerne undersøgte.

Fordi der er tilfældige elementer involveret, siger Stein, der er vinduer, hvor gentagelsesintervallerne ser ud til at være periodiske, og andre gange, hvor de ser klyngede ud. "Men fejlen har ikke ændret dens egenskaber, " siger han. Til sidst, modellen forudsiger, at jordskælvene vil frigive meget af den akkumulerede belastning, på hvilket tidspunkt systemet nulstilles, og fejlens "streak" slutter.

Ifølge denne langtidsfejlhukommelsesmodel, sandsynligheden for, at et jordskælv opstår, styres af den belastning, der er lagret på fejlen. Dette afhænger af to parametre:den hastighed, hvormed belastningen akkumuleres langs fejlen, og hvor meget belastning der frigives efter hvert stort jordskælv. "Den sædvanlige jordskælvscyklusmodel antager, at kun det sidste jordskælv betyder noget, siger Stein, "derimod i den nye model, tidligere jordskælv har en effekt, og denne historie påvirker sandsynligheden for et jordskælv i fremtiden." Efter et stort jordskælv, han siger, der kan stadig være masser af belastning tilbage, så fejlen vil være på en varm stribe. Til sidst, imidlertid, det meste af belastningen frigives, og fejlen går i en nedtur.

Ultimativt, siger Stein, jordskælvsfaren afhænger af, om en fejl er i en lavkonjunktur eller en stribe. "Afhængig af hvilke af disse antagelser du gør, " han siger, "du kan få jordskælvssandsynligheden meget højere eller meget lavere."

Seismologer har endnu ikke fundet en overbevisende måde at afgøre, om en fejl er - eller ikke er - i en klynge. Som resultat, siger Stein, "Der er en meget større usikkerhed i estimater af sandsynligheden for et jordskælv, end folk har ønsket at indrømme."