Timingen af ​​store jordskælv følger et djævletrappemønster

På regionalt plan og på verdensplan, forekomsten af ​​store lavvandede jordskælv ser ud til at følge et matematisk mønster kaldet Djævelens trappe, hvor klynger af jordskælvshændelser er adskilt af lange, men uregelmæssige intervaller af seismisk stilhed.

Fundet offentliggjort i Bulletin fra Seismological Society of America adskiller sig fra det mønster, der forudsiges ved klassisk jordskælvsmodellering, der tyder på, at jordskælv ville forekomme periodisk eller kvasi-periodisk baseret på cykler med opbygning og frigivelse af tektonisk stress. Faktisk, siger Yuxuan Chen fra University of Missouri, Columbia, og kolleger, periodiske store jordskælvssekvenser er relativt sjældne.

Forskerne bemærker, at deres resultater kan have konsekvenser for vurdering af seismisk fare. For eksempel, de fandt ud af, at disse store jordskælvssekvenser (dem med hændelser på størrelsesordenen 6,0 eller derover) er "burstier" end forventet, hvilket betyder, at klyngning af jordskælv i tid resulterer i en højere sandsynlighed for gentagelse af seismiske hændelser kort efter et stort jordskælv. Det uregelmæssige mellemrum mellem begivenhedsudbrud gør det også vanskeligere at forudsige en gennemsnitlig gentagelsestid mellem store jordskælv.

Seismologers kataloger for store jordskælv i en region kan indeholde for få jordskælv over for kort tid til at fange hele trappemønsteret, gør det "svært at vide, om de få begivenheder i et katalog fandt sted inden for en jordskælvsklynge eller spændte over både klynger og hvileintervaller, " bemærkede Chen og hans kolleger.

"Af samme grund, vi skal være forsigtige, når vi vurderer, at en begivenhed er "forsinket", bare fordi tiden målt fra den forrige begivenhed har passeret en "gennemsnitlig gentagelsestid" baseret på et ufuldstændigt katalog, " tilføjede de.

Djævelens Trappe, undertiden kaldet en Cantor -funktion, er en fraktal demonstreret af ikke-lineære dynamiske systemer, hvor en ændring i enhver del kan påvirke hele systemets adfærd. I naturen, mønsteret kan findes i sedimentationssekvenser, ændringer i hævnings- og erosionshastigheder og vendinger i Jordens magnetfelt, blandt andre eksempler.

Chens Ph.D. rådgiver Mian Liu havde en usædvanlig introduktion til Djævelens trappe. "Jeg faldt ind i dette emne for et par år siden, da jeg læste om to UCLA -forskeres undersøgelse af det tidsmæssige mønster af en berygtet seriemorder, Andrei Chikatilo, der dræbte mindst 52 mennesker fra 1979 til 1990 i det tidligere Sovjetunionen, " forklarede han. "Tidsmønsteret for hans drab er en Djævletrappe. Forskerne forsøgte at forstå, hvordan forbryderens sind fungerede, hvordan neuroner stimulerer hinanden i hjernen. Jeg var fascineret, fordi jeg indså, at jordskælv fungerer på samme måde, at et fejlbrud kunne stimulere aktivitet på andre fejl ved stressoverførsel. "

"Begrebsmæssigt, vi ved også, at mange store jordskælv, som involverer brud på flere og variable fejlsegmenter i hver brud, krænke den grundlæggende antagelse af den periodiske jordskælvsmodel, som er baseret på gentagen akkumulering og frigivelse af energi på et givet fejlplan, "Tilføjede Liu.

Faktorerne, der styrer de grupperede begivenheder, er komplekse, og kan indebære den stress, der stimulerer et jordskælv, ændringer i friktionsegenskaber og spændingsoverførsel mellem fejl eller fejlsegmenter under et brud, blandt andre faktorer, sagde Gang Luo fra Wuhan University. Han bemærkede, at intervallerne ser ud til at være omvendt relateret til baggrunden tektonisk belastningshastighed for en region.