Tæt netværk af seismometre afslører, hvordan undergrunden brister

Ideen om, at jordskælv frigiver stress ved et enkelt kraftigt jordskælv langs et enkelt forkastningsplan, skal muligvis korrigeres. En nylig undersøgelse foretaget af forskere fra Karlsruhe Institute of Technology (KIT) med deltagelse af GFZ German Research Center for Geosciences og internationale partnerinstitutioner påpeger, at det ville være mere præcist at tale om en zone med adskillige forkastningsplaner, hvoraf nogle er parallelle.

Ifølge forfatterne kan undersøgelsens resultater være med til at skabe mere realistiske modeller for jordskælv og jordskælvsfarer i subduktionszoner. Undersøgelsen er publiceret i tidsskriftet Nature .

Det internationale hold ledet af førsteforfatter Caroline Chalumeau fra KIT undersøgte en række jordskælv i Ecuador på Sydamerikas vestkyst. Der er Stillehavspladen subduceret under den kontinentale sydamerikanske plade. Subduktion fører gentagne gange til meget alvorlige jordskælv. Den seneste serie af jordskælv i Taiwan, hvis hovedskælv dræbte ni mennesker og forårsagede omfattende skader på Taiwans østkyst i begyndelsen af ​​april, kan også tilskrives subduktion.

Rækken af ​​jordskælv i Ecuador, som holdet analyserede, begyndte den 12. marts 2022 og sluttede den 26. maj 2022. Det mest alvorlige jordskælv (magnitude 5,8) fandt sted den 27. marts og udløste mange mindre efterskælv over en kort periode. Et tæt netværk af 100 seismometre var placeret i regionen på dette tidspunkt. Det var blevet sat op til offshore-eksperimentet "Højopløsningsbilleddannelse af subduktionsfejlen i Pedernales Earthquake Rupture zone" (forkortet HIPER).

Med de ekstraordinært detaljerede data fra HIPER-eksperimentet og ved hjælp af kunstig intelligens var forskerne i stand til at kortlægge mere end 1.500 jordskælv og deres respektive forkastningsplaner i en dybde på 15 til 20 kilometer i meget høj opløsning.

"Vi observerede, at jordskælvs seismicitet fandt sted i en primær region - det vigtigste jordskælv så at sige - og i en sekundær region, dvs. efterskælvene," siger førsteforfatter Dr. Caroline Chalumeau fra Geofysisk Institut (GPI) ved KIT. "Inden for den primære region observerede vi, at seismiciteten forekom på flere forskellige forkastningsplaner, ofte oven på hinanden. Nogle steder opstod parallelle seismisk aktive fly, andre steder kun enkelte."

Paralleliteten af ​​jordskælvene var ikke knyttet til en bestemt dybde. "Vi har fundet indikationer på, at den tidligere idé om, at spændingen udløses af et enkelt kraftigt jordskælv langs et enkelt forkastningsplan, kunne være fortid," siger professor Andreas Rietbrock fra GPI. "I stedet burde vi hellere tale om et fejlnetværk, hvor en række brud udleder inden for et enkelt jordskælv."

Analysen af ​​den ecuadorianske jordskælvsserie giver også ny indsigt i efterskælv. Disse opstod først nær epicentret af hovedskælvet og spredte sig derefter gradvist i andre retninger, siger Chalumeau. Hun konkluderer heraf, at udbredelsen af ​​efterskælv i regionen hovedsageligt styres af efterskælv.

Prof. Onno Oncken fra GFZ siger:"Med dette arbejde har Caroline Chalumeaus team præsenteret det første skarpe seismologiske billede af en seismogen pladegrænse. På den ene side bekræfter det eksisterende geologiske observationer og på den anden side forklarer det med succes udbredelse af efterskælv med en ny tilgang. Tidligere antagelser om, at f.eks. væskediffusion forårsager efterskælv, er således blevet tilbagevist."

Resultaterne er også vigtige for vurderingen af ​​jordskælvsrisikoen i subduktionszoner. "Undersøgelsen vil påvirke den fremtidige modellering af jordskælv, men også af aseismiske glidninger, dvs. pladebevægelser uden jordskælv," siger Rietbrock.

Flere oplysninger: Caroline Chalumeau et al., Seismologisk bevis for et multifault-netværk ved subduktionsgrænsefladen, Nature (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07245-y

Journaloplysninger: Natur

Leveret af Helmholtz Association of German Research Centres