Nieuw onderzoek onthult dat mysterieuze gebieden met aardbevingen in het midden van Noord-Amerika allemaal één ding gemeen hebben:de aardkorst in deze zones onderging honderden miljoenen jaren geleden aanzienlijke vervormingen, het creëren van zwakke gebieden die gevoeliger zijn voor aardbevingen. Deze breukkenmerken kunnen helpen verklaren waarom sommige regio's in Midden- en Oost-Noord-Amerika meer seismisch actief zijn dan andere.

Aardbevingen gebeuren meestal langs breuklijnen, zoals de San Andreas-fout in Californië, waar de randen van de aardplaten tegen elkaar schuren, het vrijgeven van genoeg energie om de grond te schudden. Sommige seismische activiteit vindt plaats in het midden van tektonische platen, maar deze aardbevingen zijn over het algemeen willekeurig, komen zelden voor en worden slecht begrepen.

Maar een paar plekken binnen de Noord-Amerikaanse tektonische plaat – duizenden kilometers verwijderd van de plaatgrenzen – ervaren regelmatig aardbevingen.

Seismologen hebben geologisch bewijs gevonden van eerdere aardbevingen van meer dan magnitude 7 in sommige regio's in het oosten van de VS en Canada. Bijvoorbeeld, van december 1811 tot februari 1812, drie aardbevingen met een kracht van 7 op de schaal van Richter schudden het zuidoosten van Missouri, bomen omverwerpen, huizen beschadigen en de stroom van de Mississippi-rivier verstoren.

Seismologen weten niet waarom deze aardbevingen in het midden van tektonische platen voorkomen. maar een nieuwe studie suggereert dat ze gebeuren op plaatsen waar de aardkorst oude breukgebeurtenissen heeft meegemaakt bovenop oude, begraven breuklijnen.

Het is belangrijk om deze seismische zones binnen de plaat beter te begrijpen, aangezien de aardbevingen die ermee gepaard gaan, aanzienlijke schade kunnen aanrichten, zei Christine Powell, een seismoloog aan het University of Memphis Center for Earthquake Research and Information in Memphis, Tennessee en co-auteur van de nieuwe studie die is geaccepteerd voor publicatie in Tectonics, een tijdschrift van de American Geophysical Union.

Terwijl de infrastructuur van Californië is gebouwd om grote trillingen te weerstaan, bouw in Midden- en Oost-Noord-Amerika houdt doorgaans geen rekening met sterke aardbevingen. Als er vandaag een aardbeving op de schaal van Richter 7 plaatsvond op de Noord-Amerikaanse tektonische plaat, gemeenschappen ernstig gewond zouden raken en miljarden dollars aan schade aan eigendommen zouden oplopen, zei Powell.

"We moeten zoveel mogelijk begrijpen waarom de aardbevingen hier zijn, " zei ze. "Al die informatie kan dan worden gebruikt om de openbare veiligheid en de bouw te helpen."

Oude fouten wakker maken

Seismologen weten dat veel seismische zones binnen de plaat overlappen met oude breuklijnen. Maar alleen delen van oude breuklijnen in Midden- en Oost-Noord-Amerika vertonen frequente aardbevingsactiviteit. In tegenstelling tot Californië, waar aardbevingen plaatsvinden langs de hele San Andreas-breuklijn, Midden- en Oost-Noord-Amerika ervaren seismische hikken op alleen specifieke segmenten van oude breuken. De rest van de binnen-Noord-Amerikaanse breuken zijn seismisch inactief.

In de nieuwe studie Powell en haar co-auteur Bill Thomas, emeritus hoogleraar geologie aan de Universiteit van Kentucky en nu aan de Geological Survey of Alabama in Tuscaloosa, beoordeelde de meest actieve seismische plekken in Oost- en Midden-Noord-Amerika om te bepalen welke geologische kenmerken betrokken kunnen zijn bij intraplate-aardbevingen.

Thomas en Powell onderzochten in het bijzonder drie plaatsen:de Charlevoix Seismic Zone (CSZ) in het zuidoosten van Canada, de seismische zone van Oost-Tennessee (ETSZ), en de New Madrid Seismic Zone (NMSZ) langs de vallei van de Mississippi-rivier tussen het zuidoosten van Missouri en het westen van Tennessee. Ze onderzochten de bekende geologische kenmerken van de drie regio's en realiseerden zich al snel dat elke zone aanzienlijke breuken had ondergaan in vergelijking met andere gebieden langs de oude breuklijnen.

De onderzoekers redeneren dat breukgebeurtenissen van honderden miljoenen jaren geleden het vermogen van de aardkorst om hoge stressniveaus in deze regio's te weerstaan, hebben verminderd. Dit betekent dat een zwakkere korst een grotere kans heeft om te breken onder de druk van verschillende geologische krachten, wat resulteert in meer seismische activiteit.

Bijvoorbeeld, ongeveer 357 miljoen jaar geleden, een grote meteoor raakte de seismische zone van Charlevoix, verbrijzelende rotsen in de korst, waarschijnlijk de perfecte omstandigheden creëren langs de oude breuk om toekomstige seismische activiteit te huisvesten, volgens de onderzoekers.

"Je kunt de rest van die lange breuken op en neer kijken en je ziet de aardbevingsactiviteit op andere plaatsen niet. Het is precies waar die grote meteoriet erop sloeg, ' zei Powell.

Een oude breuklijn die door de oostelijke seismische zone van Tennessee loopt, is gebogen in plaats van recht. die extra breuken in het gebied veroorzaakte toen de Noord-Amerikaanse plaat in de loop van de tijd bewoog. De seismische zone van New Madrid omvat een segment van oude breuklijnen waar de twee kanten van het Noord-Amerikaanse continent uit elkaar begonnen te vallen, maar stopte bij het maken van een belangrijke pauze. In plaats daarvan knarsten de borden weer tegen elkaar, waardoor de korst aanzienlijk beschadigd en gebroken was.

In ieder geval, korstdeformatie heeft de korst verzwakt langs oude breuklijnen, volgens de bevindingen van de onderzoekers.

Eerder onderzoek heeft seismische zones binnen de plaat afzonderlijk onderzocht, maar geen enkele studie heeft tot nu toe een alomvattende poging gedaan om ze allemaal uit te leggen, zei Tomas.

"Dit is de eerste [studie] die daadwerkelijk de vraag beantwoordt:waarom gebeuren [intraplate aardbevingszones] waar ze zich voordoen, ' zei Powell.

De onderzoekers wijzen erop dat er andere plekken in Oost- en Midden-Noord-Amerika zijn die mogelijk een geconcentreerde korstdeformatie hebben, maar geen significante seismische activiteit hebben. Daarom, ze vermoeden dat vervorming van de aardkorst nodig is om seismische zones binnen de plaat te creëren, maar aardbevingen binnen de plaat komen alleen voor op plaatsen met de juiste huidige aardkorstkrachten.

"Als de verschillende krachten die op de korst inwerken, in de juiste richting zijn gericht, die fouten daar beneden worden opnieuw geactiveerd, ' zei Powell.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.