10 år siden Darfield-jordskælvet rystede New Zealand:Hvad har vi lært?

Mange af os husker måske jordskælvet med en styrke på 6,2, der ramte Christchurch, New Zealand, den 22. februar 2011. Jordskælvet forårsagede 185 dødsfald, tusindvis af skader og milliarder af dollars i skader og økonomiske tab.

Men seks måneder før det jordskælv brød en sammenkoblet labyrint af tidligere uidentificerede aktive forkastninger under de alluviale sletter omkring 20 km til 80 km vest for Christchurch.

Dette multi-fejlbrud frembragte et jordskælv med en styrke på 7,1, der frigav 13 gange mere energi end jordskælvet i Christchurch. Det fik navnet Darfield jordskælvet, efter den nærmeste by, og rystede os voldsomt fra vores senge kl. 4.35 den 4. september 2010.

Der skete ingen dødsfald, men den betydelige skade på jord og infrastruktur stimulerede adskillige videnskabelige undersøgelser.

Ti år senere, og det er nyttigt at opsummere nogle af de erfaringer, man har lært i eftervirkningerne.

Tidlige opdagelser

Inden for få timer efter jordskælvet i Darfield, videnskabsmænd skyndte sig til stedet. De fandt beviser for et større jordoverfladebrud ved Highfield Road (billedet ovenfor).

Dette sted blev hurtigt et geologisk turistmål for offentligheden, både nyhedsmedier og politikere.

Der blev udført mange videnskabelige eksperimenter, herunder udgravning af store skyttegrave og aldersdatering af forkastede sedimenter. Dette afslørede, at et jordskælv havde fundet sted på dette sted, med lignende egenskaber, omkring 22, 000 til 28, 000 år siden.

Beviser for dette gamle jordskælv blev eroderet og begravet under gruset på Canterbury Plains, så fejlsystemet undgik at blive opdaget, indtil det gik i stykker i 2010.

Men dets fremkomst understøttede tidligere påstande om, at denne tyndt undersøgte region var befolket med skjulte aktive forkastninger, der kunne generere jordskælv med maksimal styrke på 7,0 til 7,2.

Eksistensen af ​​planlægningsretningslinjer ved eller nær aktive fejl før jordskælvet i Darfield gjorde det også muligt for videnskabsmænd hurtigt at placere deres foreløbige observationer i en beslutningstagningskontekst.

Specifikt, beslutninger om at tillade beboere at genopbygge i området efter jordskælvet i Darfield kunne træffes, før alle videnskabelige beviser var erhvervet.

Fra dette perspektiv, selvom jordskælvet i Darfield almindeligvis blev beskrevet som en overraskelse, det var et scenarie, hvor seismiske faremodeller, byggeregler og retningslinjer for arealanvendelsesplanlægning havde overvejet, før det fandt sted.

Dette bekræfter nogle vigtige lektioner i videnskaben:usikkerhed og risiko er overalt, men vi kan lave systemer og retningslinjer for at give os mulighed for at klare dette.

Og for bedst muligt at bidrage til beslutningstagning, videnskabsmænd skal være forberedte, samarbejdende, alsidig, strategisk og meget effektiv i, hvordan vi indsamler og formidler videnskabelig information til beslutningstagere. Dette kan være ret krævende i det tidskomprimerede miljø af en krise.

Komplekse jordskælv

Ved at kombinere en række data var New Zealandske forskere de første til at erkende, at Darfield-jordskælvet begyndte på en meget stejl, ugunstigt orienteret fejl, som teorien antyder, var for tilbøjelig til at bryde.

Men den revnede og kaskade fra denne fejl (Charing Cross-fejlen) til sin nabo (Greendale-forkastningen) og hen over fejlnettet.

Vi er stadig fascinerede af dette aspekt, og har antaget, at ugunstigt orienterede fejl som Charing Cross kan fungere som nøglesten, der regulerer brudadfærden i komplekse fejlnetværk som dem, der er ansvarlige for jordskælvet i Darfield.

Vores modellering viser også komplekse multi-forkastningsbrud som Darfield-jordskælvet (og Kaikoura-jordskælvet i 2016) kan være mere almindelige end enkeltforkastningsjordskælv i disse typer af geologisk komplekse områder.

Dette kræver mere omhyggelig overvejelse af, hvordan vi variabelt skelner eller sammenlægger dem i seismiske faremodeller.

Jordskælvsfarer som varsler

Jordskælvsfarer oplevet i Darfield-jordskælvet, såsom faldende sten og væskedannelse, var varsel om fremtidige farer.

For eksempel, baghaven til mit hus i det østlige Christchurch blev først flydende i Darfield-jordskælvet. Jorden blev gentagne gange flydende i mindst ni jordskælv mere i løbet af de næste 16 måneder.

Efterfølgende undersøgelser afslørede, at likvefaktion af lignende sværhedsgrad forventes at gentage sig på tidsskalaer på 100 til 300 år. Og geologiske beviser for alle disse farer eksisterede i vores landskab, før jordskælvssekvensen overhovedet begyndte.

På tidspunktet for jordskælvet i Darfield, vi havde endnu ikke forstået oprindelsen og betydningen af ​​mange af disse farer. De underrettede således ikke beslutninger om arealanvendelse.

Store programmer inden for jordskælvsfarer, der opererer på tværs af New Zealand, hjælper fortsat med at forbedre vores forståelse af dem og kan understøtte fremtidig beslutningstagning.

Tilsvarende komplekse fejlsystemer findes overalt på Canterbury Plains og giver lignende farekilder. Komplekse jordskælv med flere fejl kan være normen, snarere end undtagelsen.

Læs mere:Satellitter afslører smeltning af sten under vulkansk zone, dybt i jordens kappe

Større stenfaldsbegivenheder, der er analoge med dem, der blev oplevet i Christchurch-jordskælvene i 2011, har gennemsnitlige returperioder på 3, 000 til 5, 000 år. Dette betyder ikke, at fremtidige begivenheder ikke kan forekomme igen inden for en væsentlig kortere tid.

Jordskælvet i Darfield stimulerede en intens interesse for at bruge flere geologiske kilder til at forstå jordskælv. Denne viden påvirker stadig jordskælvsvidenskabens bane mere bredt.

Sammen med fremskridt inden for ingeniørvidenskab og andre discipliner, dette værk flytter fortællingen væk fra at forudsige de nøjagtige tidspunkter og steder for jordskælv, hvilket måske aldrig bliver muligt, mod at reducere risici og øge vores modstandsdygtighed over for fremtidige begivenheder.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.