Dyb, langsom skridning kan lede de største jordskælv og deres tsunamier

Megathrust jordskælv og efterfølgende tsunamier, der stammer fra subduktionszoner som Cascadia — Vancouver Island, Canada, til det nordlige Californien - er nogle af de alvorligste naturkatastrofer i verden. Nu tror et team af geovidenskabsfolk nøglen til at forstå nogle af disse destruktive begivenheder kan ligge i dybet, gradvis langsommelig adfærd under subduktionszonerne. Disse oplysninger kan hjælpe med at planlægge fremtidige jordskælv i området.

"Det, vi fandt, var temmelig uventet, "sagde Kirsty A. McKenzie, doktorand i geovidenskab, Penn State.

I modsætning til de større, lavere megatrustskælv, der bevæger sig og slukker energi i samme retning som pladerne bevæger sig, jordskælvets langsomme skrid energi kan bevæge sig i andre retninger, primært nede.

Subduktionszoner opstår, når to af Jordens plader mødes, og den ene bevæger sig under den anden. Dette skaber typisk en fejllinje og et stykke væk, en række vulkaner. Cascadia er typisk ved, at de tektoniske plader mødes nær Stillehavskysten og Cascade -bjergene, et vulkansk område, der indeholder Mount St. Helens, Mount Hood og Mount Rainier, former mod øst.

Ifølge forskerne, et megathrust jordskælv i størrelsesorden 9 fandt sted i Cascadia i 1700, og der har ikke været et stort jordskælv der siden da. Hellere, langsomt glidende jordskælv, begivenheder, der sker dybere og bevæger sig meget korte afstande i en meget langsom hastighed, ske kontinuerligt.

"Som regel, når der opstår et jordskælv finder vi ud af at bevægelsen er i den modsatte retning af hvordan pladerne har bevæget sig, akkumulere dette slip -underskud, "sagde Kevin P. Furlong, professor i geovidenskab, Penn State. "For disse langsomt glidende jordskælv, bevægelsesretningen er direkte nedad i tyngdekraften i stedet for i pladens bevægelsesretninger. "

Forskerne har fundet ud af, at områder i New Zealand, identificeret af andre geologer, langsom slip på samme måde som Cascadia gør.

"Men der er subduktionszoner, der ikke har disse slow-slip-begivenheder, så vi har ikke direkte målinger af, hvordan den dybere del af subduktionspladen bevæger sig, "sagde Furlong." I Sumatra, den lavere seismiske zone, som forventet, bevæger sig i pladebevægelsesretningen, men selvom der ikke er begivenheder med langsom glidning, den dybere pladebevægelse synes stadig primært at være styret af tyngdekraften. "

Langsomme jordskælv forekommer i en dybere dybde end de jordskælv, der forårsager store skader og jordrystende hændelser, og forskerne har analyseret, hvordan denne dybe glid kan påvirke timingen og adfærden for de større, skadelige megathrust -jordskælv.

"Jordskælv, der langsomt glider, brister i flere uger, så de er ikke bare en begivenhed, "sagde McKenzie." Det er som en sværm af begivenheder. "

Ifølge forskerne, i det sydlige Cascadia, den samlede pladebevægelse er omkring en centimeter bevægelse om året og i nord ved Vancouver Island, det er omkring 1,5 tommer.

"Vi ved ikke, hvor meget af de 30 millimeter (1 inch) om året, der akkumuleres for at blive frigivet i det næste store jordskælv, eller om der bevæges noget af en ikke-observerbar proces, "sagde McKenzie." Disse langsomme skridhændelser udsender signaler, vi kan se. Vi kan observere de langsomme skridhændelser, der går øst mod vest og ikke i pladens bevægelsesretning. "

Langsomme begivenheder i Cascadia forekommer hvert andet til andet år, men geologer spekulerer på, om en af ​​dem vil være den, der vil udløse det næste megathrust -jordskælv.

Forskerne måler overfladebevægelse ved hjælp af permanent, højopløste GPS-stationer på overfladen. Resultatet er et trappetrinmønster for lastning og glidning under begivenheder med langsom skridning. Begivenhederne er synlige på overfladen, selvom geologer ved, at de er cirka 22 miles under overfladen. De rapporterer deres resultater i Geokemi, Geofysik, Geosystemer .

"Grunden til, at vi ikke ved så meget om jordskælv med langsom skridning, er, at de først blev opdaget for omkring 20 år siden, "sagde Furlong." Det tog fem år at finde ud af, hvad de var, og så havde vi brug for præcis nok GPS til faktisk at måle bevægelsen på jordens overflade. Derefter måtte vi bruge modellering til at konvertere gliden på overfladen til gliden under overfladen på selve pladegrænsen, som er større. "

Forskerne mener, at forståelsen af ​​virkningerne af langsomt glidende jordskælv i regionen på disse dybere dybder vil give dem mulighed for at forstå, hvad der kan udløse det næste megathrust-jordskælv i området. Ingeniører ønsker at vide, hvor stærk rysten i et jordskælv vil være, men de vil også vide, i hvilken retning kræfterne vil være. Hvis forskellen i retning af langsomt glidende hændelser indikerer en potentiel ændring i adfærd i en stor begivenhed, disse oplysninger ville være nyttige i planlægningen.

"Mere grundlæggende vi ved ikke, hvad der udløser det store jordskælv i denne situation, "sagde McKenzie." Hver gang vi tilføjer nye data om problemets fysik, det bliver en vigtig komponent. I fortiden, alle troede, at begivenhederne var ensrettet, men de kan være forskellige med 40 eller 50 grader. "

Mens de langsomme begivenheder i Cascadia kaster lys over potentielle megathrust-jordskælv i området og de tsunamier, de kan udløse, Furlong mener, at andre subduktionszoner også kan have lignende mønstre.

"Jeg vil hævde, at det (forskelle i bevægelsesretning) sker i Alaska, Chile, Sumatra, "sagde Furlong." Det er kun hos få, vi ser beviset for det, men det kan være en universel proces, der er gået glip af. Cascadia udstiller det på grund af de langsomme skridbegivenheder, men det kan være grundlæggende for subduktionszoner. "