Naturlige seismometre bekræftet på havbunden

Beviser fra jordskred under vandet under New Zealands Kaikōura-jordskælv i 2016 kunne hjælpe videnskabsmænd med bedre at forstå verdens største, tsunami-genererende jordskælv.

Forskere fra New Zealands Te Herenga Waka—Victoria University of Wellington, National Institute of Water and Atmospheric Research (NIWA), GNS Science, og University of Auckland, og Kyoto Universitet i Japan, har verificeret teorier om, at specifikke detaljer om forhistoriske subduktionszoneskælv kan vises ved omfanget af havbundsedimenter.

Deres papir i Natur Geovidenskab , viser Kaikōura-skælvet med en styrke på 7,8 den 14. november 2016, der udløste jordskred, der udviklede sig til bundnæmmende mudderslam, der løb ud langt ud over det oprindelige jordskred.

De aflejrede i sidste ende materiale i lag kaldet turbiditter i 10 på hinanden følgende kløfter langs en 200 kilometer lang strækning af Hikurangi subduktionsmargen, fra Marlborough gennem Cookstrædet til den sydlige Wairarapa-kyst.

Hovedforfatter Dr. Jamie Howarth, en lektor ved Victoria University of Wellington's School of Geography, Miljø og geovidenskab, siger, at forskningen er banebrydende og kan hjælpe med forudsigelse af seismiske farer. Det er støttet af New Zealands EQC (Earthquake Commission) og et tilskud fra Marsden Fund.

"Vores forskning viser for første gang, at fordelingen af ​​turbiditter langs subduktionszoner trofast registrerer den rumlige udstrækning af stærke jordbevægelser under jordskælv, " siger Dr. Howarth. "Det bekræfter, at turbiditter, der er bevaret i sedimentkerner, pålideligt kan bruges til at rekonstruere tidligere jordskælv, deres fejlbrudsretninger, og forstærkning af jordskælvs jordbevægelser.

"Det giver bevis for, at turbiditter kan fungere som 'naturlige seismometre' og baner vejen for at bruge turbiditter, der er bevaret i sedimentkerner til at bestemme retningen for brud og rumlig variation af jordbevægelser under forhistoriske jordskælv. Begge er væsentlige elementer for pålidelig seismisk fare prognoser, men indtil nu har det været vanskeligt eller umuligt at udlede fra den geologiske optegnelse."

Den udløsning, der blev undersøgt i undersøgelsen, fandt sted langs Hikurangi-marginen fra omkring 15 km sydøst for brudspidsen i Conway truget, syd for Kaikōura, til omkring 120 km nord for brudspidsen, mellem Pahaoa- og Honeycomb-kløfterne ud for den sydlige Wairarapa-kyst.

Subduktionszoner genererer verdens største og mest ødelæggende jordskælv. Tohoku-jordskælvet i marts 2011 med en styrke på 9,0 i Japan-graven og den efterfølgende tsunami dræbte 15, 897 mennesker og forårsagede skader på 360 milliarder USD.

Dr. Howarth siger, at da disse store jordskælv er sjældne på menneskelige tidsskalaer, forudsigelse af deres forekomst kræver beviser fra lange geologiske optegnelser.

"Turbiditter i marine sedimentkerner producerer uden tvivl de længste og mest komplette registreringer af jordskælv i subduktionszone rundt om i verden, men brugen af ​​dem i prognoser er blevet heftigt diskuteret af jordskælvsforskere, da der er få eksempler på, at forholdet mellem den eller de fejl, der brister i et jordskælv, den rumlige udstrækning af kraftig rystelse, og aflejring af turbiditter er blevet observeret.

"Værket har global relevans og er også særligt relevant for New Zealand, fordi det viser, at turbiditter er pålidelige optegnere af tidligere jordskælv på Hikurangi-marginen, New Zealands største potentielt farlige kilde til store jordskælv."

NIWA marinegeolog og medforfatter Dr. Alan Orpin siger, at de udbredte beviser for lokaliserede undersøiske jordskred og turbiditter giver "en sjælden mulighed" for at teste nogle grundlæggende antagelser fra et af de bedst overvågede jordskælv i historien.

"Vi kan nu udforske ældre turbiditter indsamlet fra Hikurangi-marginen for at vurdere, om de også repræsenterer tidligere jordskælv, og hvor bredt de blev mærket af havlandskabet."

GNS Science seismolog og medforfatter Dr. Yoshihiro Kaneko siger, at undersøgelsen elegant har forklaret bevægelsen af ​​turbiditetsstrømme ved hjælp af avancerede simuleringer af havbundsrystelser.

"I første omgang, videnskabsmænd undrede sig over, at turbiditter blev udløst så langt som 120 km fra bruddet, men ingen blev set på tæt hold. Imidlertid, dette uventede mønster korrelerer fint med jordrystende intensitet styret af jordskælvet, der bryder fra syd til nord og tilstedeværelsen af ​​blødere sedimenter langs Hikurangi-marginen."