Recent gepubliceerd onderzoek van de Victoria University of Wellington en GNS Science heeft een uniek inzicht gegeven in de hydrologische effecten van aardbevingen in Nieuw-Zeeland.

Onder leiding van Victoria-alumnus Grant O'Brien voor zijn masterscriptie, het onderzoek benadrukt de impact die aardbevingen kunnen hebben op grondwatersystemen honderden kilometers verderop.

Het onderzoek was gebaseerd in de Cromwell Gorge en maakte gebruik van een grote hydrologische dataset die de reacties van het grondwater op een reeks aardbevingen die zich de afgelopen decennia in de regio hebben voorgedaan, heeft geregistreerd.

Dit is de eerste keer dat de gegevensset voor het monitoren van aardverschuivingen, geleverd door Contact Energy Clyde Dam, is geanalyseerd om de effecten van aardbevingen op gevoelige grondwatersystemen te bepalen.

"De dataset die in deze studie wordt gebruikt, is van zeldzame internationale omvang en reikwijdte en is, voor zover we kunnen nagaan, uniek in het beslaan van meerdere locaties en meerdere aardbevingen gedurende zo'n lange periode (23 jaar). Dit betekent dat we in staat zijn geweest om een gedetailleerd beeld construeren van het gedrag van verschillende grondwatersystemen in reactie op aardbevingen, lopende technische activiteiten en andere factoren zoals hevige regenval, ' zegt meneer O'Brien.

De studie werd begeleid door dr. Simon Cox van GNS Science en professor John Townend van Victoria's School of Geography, Milieu en Aardwetenschappen, en gefinancierd door de Earthquake Commission en het Marsden Fund beheerd door de Royal Society of New Zealand.

De studie, gepubliceerd in de Tijdschrift voor Geofysisch Onderzoek , toont de gevoeligheid van grondwatersystemen voor seismische golven op afstanden ver buiten gebieden met duidelijke trillingen en oppervlakteschade.

"Ons onderzoek toonde aan dat grondwatersystemen binnen zeven grote aardverschuivingen in de Cromwell Gorge verrassend gevoelig zijn voor seismisch schudden, waarbij de drukken en stroomsnelheden systematisch reageren op grote aardbevingen op afstanden van enkele honderden kilometers, ' zegt meneer O'Brien.

Verschillen in het type aardbeving, in het bijzonder de duur, hoeveelheid en frequentie van schudden - resulteren in verschillende grondwaterreacties. De Cromwell Gorge-gegevens laten zien dat deze veranderingen worden veroorzaakt door spanningen die verband houden met de passage van de seismische golven van de aardbeving.

"We ontdekten dat langdurige aardbevingen die seismische golven produceren met een breed frequentiebereik grotere grondwaterreacties veroorzaken die sneller wegsterven dan die veroorzaakt door korte, scherpe aardbevingen."

Hoewel wetenschappers het effect van de Kaikoura-aardbeving met een kracht van 7,8 op de schaal van Richter in 2016 op de grondwatersystemen bij Cromwell Gorge nog moeten onderzoeken, De heer O'Brien verwacht dat de bewakingsapparatuur een reactie zal hebben geregistreerd.

Deze bevinding laat zien hoe componenten van de technische infrastructuur van Nieuw-Zeeland die afhankelijk zijn van grondwater, zoals dammen of irrigatiesystemen, worden getroffen door aardbevingen in andere delen van het land.

"Hoewel de veranderingen in het grondwater geen invloed hadden op de beweging van de aardverschuivingen in de Cromwell Gorge, die zijn ontworpen om beweging te stoppen, de monitoring door Contact Energy biedt een ongelooflijke record voor toepassing elders.

"De verschillende manieren waarop grondwatersystemen reageren op het type aardbeving dat we hebben waargenomen, is van cruciaal belang om te begrijpen hoe aardverschuivingen zich zowel op korte als op lange termijn ontwikkelen."